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ELECTROMIOGRAFIA DE SUPERFICIE EMGS:
  1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE REGISTRO:
    La Electromiografía de superficie permite registrar a través de señales eléctricas la diferencia de potencial que se origina a través de la despolarización de las membranas musculares. Registra a través de electrodos de superficie no invasivos para conocer en micro V el tono que presenta el paciente, fatigabilidad y reclutamiento del músculo en diferentes movimientos.

    Los transductores suelen ser de plata-cloruro de plata (depende de los fabricantes), y se colocan sobre la piel, limpia de impurezas y a ser posible en depilada, de este modo la resistencia de la misma es menor y por lo tanto la conductividad es mejor.
    cent unibio img01La colocación de los transductores siempre debe estar pautada en los diferentes grupos musculares en la misma distancia y con un protocolo de control de errores adecuado, sobre el vientre muscular. Es importante reseñar que los valores obtenidos no pueden compararse cuantitativamente en diferentes sujetos ya que los valores son diferentes según características morfológicas (piel, tejido subcutáneo, grasa...), no existiendo datos normalizados a fecha de hoy según grupo muscular, talla, peso etc.... La colocación se realiza a través de 2 calanes y una referencia o neutro sobre un tejido eléctricamente inactivo (hueso o tendón) según el modelo de registro utilizado, de todos modos esto último depende del modelo a registrar, podemos considerar los datos obtenidos datos cualitativos de la actividad muscular en activación o no del grupo muscular, así como la fatiga que se producen en el mismo.
  2. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN:
    Existen distintos protocolos de colocación de electrodos, basados principalmente en las características de los transductores. Pero todos poseen unas líneas comunes de colocación de los mismos como se ha dicho anteriormente.

    Las señales menores de 10 micro voltios se suelen considerara datos similares a 0. Así mismo el receptor debe ser aproximadamente de 1 cm cuadrado, pero se debe de tener en cuenta la relación entre el músculo y el tamaño del electrodo, pues si este es excesivamente grande para el musculo a valorar, se produce un descenso de la señal.

    No existe un consenso exacto sobre el número de repeticiones que el sujeto receptor de la prueba debe realizar para poder obtener datos no falseados, pero se pueden seguir distintas hipótesis que son avaladas por trabajos sobre planes de entrenamiento así como si se puede conocer los siguientes datos y tenerlos en cuenta para la recogida y análisis de los datos.

    La prueba de EMGs nos permite conocer el reclutamiento máximo de fibras musculares en una prueba así como conocer cuando aparece la fatiga dentro del grupo muscular que se está evaluando, estos datos pueden ser recogidos gráficamente y por lo tanto obtener un registro objetivo en la valoración de la situación muscular.

    De este modo podemos solicitar la paciente distintos movimientos (sin resistencia, con una resistencia menor o con una resistencia submáxima que se puede valorar de dos modos bien con tablas de resistencia dinámica (Rd) o bien con equipos de anisométricos o isocinéticos que permiten obtener potencias pico para estos grupos musculares que veremos más adelante).
  3. DATOS DEL INFORME BIOMECNICO
    Los datos que se obtienen de la actividad muscular, actualmente informan sobre la activación o no del músculo, así como de la capacidad de fatiga que posee dicha estructura tras una actividad prolongada.

    En los informes biomecánicos se debe indicar cuando aparece la contracción del vientre muscular en relación al tiempo de ejecución del movimiento y si esta contracción es compatible con la actividad que está realizando el sujeto. Del mismo modo se puede conocer como está la actividad muscular del paciente en reposo. Y si esto es o no compatible con la normalidad del movimiento.
  4. FIABILIDAD DE LOS DATOS
    Como se ha indicado más arriba con los datos obtenidos no pueden compararse con otros sujetos, aunque sean de las mismas dimensiones antropométricas ya que estos datos varían de un sujeto a otro según otros valores fisiológicos de cada individuo (grosor de piel, metabolitos del sudor, transpiración...) y no pueden, con los datos que actualmente se barajan, ser usados como rangos de normalidad. Los datos son fiables para la capacidad de contracción muscular así como para conocer la fatiga de las fibras musculares a la realización de actividades y la sinergia- antagonistas. Teniendo una aplicación en el ámbito de la medicina del trabajo y en el establecimiento de secuelas en el contexto de la medicina legal y forense.
  5. UTILIDADES DEL EQUIPO
    • Si un musculo, en situación de reposo, está en actividad mantenida (patológica o voluntaria)
    • Conocer cuando se activa un músculo y con qué reclutamiento muscular (inicio y fin de movimiento, magnificadores...)
    • Comparación de reclutamiento de fibras con extremidades contralaterales.
    • Sinergia agonista-antagonista, como se relacionan y contraen (recuperaciones musculares, aparición del dolor, impotencias funcionales de origen muscular o tope articular, magnificadores...)
    • Fatiga muscular tras múltiples ejecuciones o contracciones mantenidas.

    Los datos obtenidos se pueden sincronizar con otros equipos de biomecánica (Captura movimiento, equipos de isocinéticos, plataformas de marcha....) Aportando una mayor rigor en la valoración de los pacientes.

 

CAPTURA DE MOVIMIENTO 3-D. FOTOGRAMETRIA.
  1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE REGISTRO.
    Los equipos de captura de movimiento (Cinemática) en 3 dimensiones recogen el movimiento de una o múltiples articulaciones, así como sus características (velocidad, aceleración, repetición de la ejecución del movimiento), que se produce en un paciente. Recoge esta información a través de un sistema de cámaras que permiten obtener estos datos objetivos y cuantificar sus registros.

    Existen múltiples sistemas de captura de movimiento los más usados son la fotogrametría (Bergemann 1974, Marzan & Karara 1975, Miller & Petak, 1973, Shapiro 1978) y los sistemas optoelétricos (Greaves 1983; Sheirman 1992), siendo este ultimo los que más se están usando en la actualidad pues permiten a través de los cámaras de alta precisión y avanzados procesadores recoger la posición de los marcadores permitiendo conocer su posición en tiempo real.

    Estos equipos sincronizan un mínimo de 4 cámaras para que al menos siempre 2 de ellas puedan ver un mismo punto y puedan analizar los cambios que se producen en el espacio. Estas cámaras están conectadas (por cable o a través de telemetría) y a través de software complejo en donde la bioingeniería es imprescindible para su desarrollo, para permitir desarrollar sistemas de análisis de movimiento según el criterio clínico.

    Las cámaras están sincronizadas entre ellas para conocer y calcular un punto que viene registrado por un marcador, en el espacio. Para que el software pueda reconocer la distancia a la cual se encuentran las cámaras y de ese modo poder calcular los parámetros de registro se debe haber calibrado las cámaras. Los equipos suelen tardar escasos minutos en calibrarse y esto permite corregir errores que hayan podido desplazar las cámaras una vez instaladas y funcionando y por lo tanto modificar el cálculo matemático y sus resultados.

    Los marcadores deben de colocarse sobre referencias anatómicas óseas de fácil acceso según los distintos protocolos existentes (Melbourne, Fowler, Hux, ISB...), y escasa variabilidad de posicionamiento en los movimientos a realizar, es por eso importante, un buen entrenamiento en anatomía palpatoria y superficial a la hora de poder colocarlos adecuadamente, ya que un error en este aspecto echaría al traste toda la valoración.

    Una vez se identifican varios puntos sobre los cuales se han colocado los diferentes modelos de marcadores según el equipo a usar, se pueden conocer a través de los programas informáticos que reconocen las coordenadas, las variaciones de amplitud, velocidad y recorrido que se producen en el espacio.

    Existen dos grandes sistemas de captura de movimiento optoeléctricos, los denominados activos y los pasivos de recogida de información. Los 1º los marcadores emiten luz que es captada por las cámaras, mientras que los 2º son materiales reflectantes que al reflexionar con la luz ambiente son captadas por las cámaras infrarrojas. El uso de uno y otro dependerá principalmente de los datos que se pretendan recoger así como el tratamiento que con ellos se estime realizar.

    Los sistemas de captura más nuevos y software más avanzados, ya dan la posibilidad al clínico, sin necesidad de conocimientos complejos de cálculos matemáticos, de modelar los programas y capturar los movimientos y rangos necesarios para poder valorar los datos que el clínico necesita. Esto permite un gran avance al agilizar la funcionalidad de los equipos a la hora de realizar diferentes variables que cada paciente presenta en los datos necesarios para su objetivación, aunque se debe tener en cuenta que esto no se puede preparar con el paciente delante y obliga a tener unos protocolos prefijados en el equipo para su adecuada valoración.
  2. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN.

    La colocación de los marcadores debe seguir protocolos estandarizados que principalmente recogen los resaltes óseos que no varían ni se ven recubiertos por estructuras musculares o de tejidos blandos a la hora de la realización del movimiento.

    Es importante conocer las características de los equipos con los cuales estamos trabajando así como el número de la colocación de marcadores. La disposición en un segmento corporal de únicamente 3 marcadores para calcular un ángulo y las velocidades angulares entre estos, permiten conocer este movimiento en 2 dimensiones.
  3. DATOS EN EL INFORME BIOMECÁNICO.
    Con el sistema se pueden obtener:
    1. Los grados por segundo a los que se mueve una articulación, los cm por segundo que se mueve un segmento y las relaciones de ambos por el tiempo de ejecución del movimiento.
    2. Las curvas de velocidad/tiempo. Que permiten conocer si hay "saltos" en el desarrollo del movimiento.
    3. Permiten analizar movimientos concretos en diferentes posiciones y obtener gráficas visuales de ejecución del movimiento.
  4. FIABILIDAD DE LOS DATOS.
    Los equipos de captura de movimiento poseen errores despreciables a la hora de cuantificar los datos o bien al registrar amplitudes o datos de velocidad.

    Ahora bien, hay que tener en cuenta que el equipo debe estar adecuadamente calibrado y supervisado. La nueva tecnología permite calibrar a diario y con unas sencillas operaciones sus cámaras. El mantenimiento por lo tanto de estos sistemas se ha simplificado hasta el punto que se trabajan con ellos con la seguridad de estar correctos a diario y haberse calibrado adecuadamente.
  5. UTILIDAD DEL EQUIPO.
    1. Si posee una amplitud adecuada o limitada en la ejecución de un movimiento.
    2. Las curvas obtenidas deben ser simétricas en los pacientes ante una repetición del movimiento en series.
    3. La velocidad de ejecución del movimiento
    4. La aceleración a la realización de movimientos
    5. La relación agonista-antagonista con las variables velocidad, aceleración y resistencia de tejidos blando.
    6. La coordinación de los movimientos y su sistema propioceptivo y articular.
    7. Movimientos complejos (marcha, deporte, técnica, ergonomía...)

    Del mismo modo que la EMGS, la captura de movimiento se puede sincronizar junto a otros equipos de valoración. El más usado son las plataformas dinamométricas que se verán a continuación y que permiten analizar la marcha conjugando aspectos de las cargas y fuerzas (cinemática). Por ello no nos cansaremos en insistir en que la integración de pruebas es esencial en la valoración biomecánica.

 

PLATAFORMAS DINAMOMÉTRICAS
  1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE REGISTRO.
    Se trata de unas "baldosas" que se disponen en el suelo, bajo las cuales se encuentran receptores de presión en los tres planos del espacio que analizan las fuerzas de acción (del organismo) contra las de reacción (del suelo) sobre las cuales se encuentran los receptores. Estos barorreceptores recogen la información cinética de aquello que se desea valorar variando desde una actividad compleja y sincronizada con la captura en 3D, hasta un análisis del centro de gravedad dentro del polígono de sustentación en una bipedestación sin ayudas ortésicas externas.

    De este modo las plataformas dinamométricas permiten recoger información relevante de las diferencias biomecánicas de la macha respecto a patrones de datos normalizados y por lo tanto determinar que el paciente presenta una alteración en la marcha y así una lesión que la produce.

    Para transformar dicha fuerza en una señal electrónica se utilizan dos tecnologías de transductores: extensométricos y piezoeléctricos. Dichos transductores pueden ser bidimensionales o tridimensionales, según registren fuerzas en dos o tres direcciones perpendiculares. Existen también células de carga complejas que proporcionan las tres componentes de la fuerza y las tres componentes del momento actuante sobre ella.
  2. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN.
    Según las necesidades de las plataformas y para que se vayan a usar es indispensable que estas se encuentren en una determinada posición.

    Cuando estas se usan para un análisis de la marcha integrado junto a la fotogrametría, estas deben encontrarse camufladas dentro del pasillo de marcha por donde se va a proceder a caminar el sujeto. Si esto no es así, la marcha del individuo estará sesgada a intentar incidir con la huella en la plataforma, variando parámetros que se van a medir (longitud y velocidad de la marcha, inercia de los distintos puntos cinética de la marcha, y hasta modificaciones de la propia huella plantar).

    En el caso de que clínicamente se necesite análisis del equilibrio si se puede tener la plataforma sobreelevada y marcada para distinguirla en el suelo, ya que el paciente en tal caso, estará colocado sobre ella para poder analizar (en distintos test y puesto de inestabilidad) las oscilaciones de su centro de gravedad.
  3. DATOS EN EL INFORME BIOMECÁNICO.
    Los informes de cinemática aportan innumerables datos que nos permiten conocer aspectos de la marcha, equilibrio y aspectos relacionados con ambas acciones.
    • Movimiento del centro de gravedad.
    • Análisis de la huella en estático.
    • Análisis de las fuerzas de contacto de los apoyos podales en la marcha: (gramos y gramos /centímetro cuadrado).
    • Sincronización de los datos con equipos de biomecánica (EMGS y Captura de Movimiento 3D) lo que permite trasladar la cinemática a puntos de otras estructuras de carga (Rodilla, cadera, columna...)
  4. FIABILIDAD DE LOS DATOS.
    Las distintas plataformas tienen distintos rangos de registro, desde gramos hasta cientos de Kg y la variación de la sensibilidad de las mismas varía en escasos gramos, la bioingeniería y los sistemas de calibración de los distintos equipos aportan una fiabilidad prácticamente exacta a la hora de recogida de datos y pueden ser comparadas con numerosos estudios de normalidad.
  5. UTILIDAD DEL EQUIPO.
    • La situación de la huella plantar, y si esta sigue las disposiciones de apoyo dinámico adecuadas para la morfología del su estructura anatómica.
    • Conocer las patologías de la huella plantar y poder diseñar y analizar los resultados de las distintas órtesis para su corrección.
    • Conocer dismetrías en la marcha, longitud de paso, velocidad, apoyo plantar, fuerza que se ejerce en cada paso y simetría.
    • Oscilaciones en los apoyos.
      • Conocer si en ambos casos en el 1º ciclo de la marcha, el contacto se produce con el calcáneo, y saber cuál es la fuerza de contacto.
      • Analizar cómo se trasladan las fuerzas de reacción por el arco transversal externo de la huella plantar.
      • Análisis de la fuerza de propulsión en la salida del paso de marcha, sobre la cabeza del 1º y 5º metatarsiano (columna de propulsión) y traslado desde la columna de absorción a la columna de propulsión.
      • Y por último analizar la fase de despegue de la huella plantar y del 1º dedo del pié.

 

LA INTEGRACION DE PRUEBAS: CAPTURA MOVIMIENTO +PLATAFORMAS+EMGS

Hemos presentado la importancia de cada uno de los equipos de modo independiente, pero insistimos en hacer hincapié en la posibilidad de desarrollar de modo conjunto estos tres equipos pues se complementan con la información que aporta. Este último aspecto es muy importante para poder obtener unos adecuados resultados según la patología que presenta el paciente.

  1. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN.
    Los protocolos en estos casos, consiente en realizar correctamente los registros de modo individualizado e integrarlos para la obtención de nuevos datos que se plasmarán en un informe sobre las lesiones del paciente.
  2. DATOS EN EL INFORME BIOMECÁNICO.
    Los datos que se obtiene combinan cinética a cinemática, y ambas sincronizaciones pueden realizarse de modo conjunto detallando todos los datos en una escala temporal.

    Por lo tanto permiten conocer:
    • Puntos exactos de aplicación de fuerza de acción y reacción, a la hora de realizar actividades complejas, como puede ser la marcha, saltos, salidas de carreras, impulsos...
    • Predisposición a producirse lesiones por debilidad de estructuras defensivas, puede haber una distribución de fuerzas en la fase de apoyo de carrera que hace activarse de modo unilateral y a destiempo estructuras musculares que favorecen un movimiento lesivo.
    • Conocer como se activan distintos grupos musculares a la hora de la realización de actividades complejas.
    • Conocer temporalmente todos los datos aportados de modo individual.
  3. FIABILIDAD DE LOS DATOS.
    La ingeniería y la informática son básicos en este aspecto, pues son los responsables de la sincronización correcta de equipos sin los cuales no se puede trabajar de modos adecuado. Actualmente existen distintos software que permiten esta posibilidad, pero de momento no hay un único sistema que integre la totalidad de los fabricantes.

 

EQUIPOS DE ISOCINÉTICOS, ISOTÓNICOS E ISOMÉTRICOS
  1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE REGISTRO.
    cent unibio img02Son equipos complejos que a través de un dinamómetro registran aspectos de la fuerza (velocidad, potencia, trabajo y ROM) realizada por un grupo muscular durante el desarrollo de un movimiento isocinético (mantiene constante la velocidad, la cual se predeterminar previamente independientemente de la fuerza) isotónicos/anisométricos (mantiene constante la carga externa y la velocidad es variable en relación al momento de fuerza de la articulación) e isométrico (no hay movimiento). El trabajo de valoración puede ser concéntrico o excéntrico, y los datos obtenidos en velocidades de grados por segundo (para movimientos isocinéticos los equipos actuales miden de modo aceptable velocidades angulares de hasta 500º por segundo. Para movimientos isotónicos, se puede alcanzar los 3000º por segundo), también pueden ser reflejados en gráficos de fuerza, trabajo o de potencia. Estos últimos datos están más relacionados con el movimiento isotónico, en donde aportan datos mixtos de velocidad, tiempo y fuerza.

    Estos equipos aportan datos objetivos cuantificable, reproducibles de la situación muscular de un sujeto, en contraposición a datos subjetivos que escalas de valoración funcional sin registros cuantitativos.
  2. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN.
    Los protocolos de evaluación varían según los distintos grupos musculares que se deseen valorar
    Múltiples estudios aportan datos de correlación entre las distintas pruebas que se pueden realizar desde un equipo dinamométrico y aportan datos sobre cuáles de los movimientos (isocinéticos, isométricos, isotónicos) son los más adecuados para valorar datos objetivos según las patologías a medir.
  3. DATOS EN EL INFORME BIOMECÁNICO.
    cent unibio img03Permite conocer:
    • El momento de fuerza máxima expresando en valores de Newton metro (Nm) corresponde al momento de fuerza más elevado que tiene lugar durante el movimiento. Es decir el pico de par o momento máximo ejercido por el paciente en un ángulo determinado por un grupo muscular que tiene una longitud de brazo de palanca determinado para ese movimiento.
    • El trabajo máximo, es decir la fuerza ejercida que permite el desplazamiento de un objeto (según definición de la mecánica clásica). Su unidad de Medida más habitual en los equipos es Julios.
    • La Potencia ejercida por un grupo muscular a la hora de ejecutar un movimiento (Trabajo partido por el tiempo) o bien la velocidad con la que tiene lugar un trabajo muscular (Fuerza por velocidad). Existen luego datos de relación agonista antagonistas, que nos permite orientaros sobre la capacidad de recuperación y control neurofisiológico, pero que son datos complementarios al informe biomecánico de capacidad de ejecución de movimiento.
    • El ROM que posee el paciente en la ejecución del movimiento.
  4. FIABILIDAD DE LOS DATOS.
    Los datos que se obtienen de los equipos dinamométricos otorgan datos que deben ser valorados según las características físicas de un paciente, en donde entran aspectos de una valoración médica a la hora de realizar un informe sobre una lesión. Aporta la valoración muscular (isocinética, anisométrica o isométrica), conocer cuál es el estado del grupo muscular para la realización de una actividad determinada, y si esto puede ser compatible o no con la normalidad o con el estado previo del paciente así como saber si la relación entre su extremidad dominante o no es correcto (coeficiente de variación CV)
  5. UTILIDAD DEL EQUIPO.
    • Si un paciente tiene una capacidad muscular para realizar una función determinada que debe realizar de un modo habitual, ligada a las AVD, laborales o deportivas.
      • Esta pérdida de función puede ser causada por una enfermedad. Tras un accidente de tráfico, tras un accidente laboral...
    • Si un individuo está capacitado funcionalmente para la realización de una actividad física determinada o bien se ha perdido esta posibilidad debido a una lesión, pérdida de capacidad o entrenamiento.
    • Conocer el esfuerzo máximo al cual se puede disponer a un sujeto y el límite del riesgo de lesión.
    • Conocer si se ha cronificado la recuperación de un patrón de fuerza o bien se ha perdido capacidad contráctil del grupo muscular.
    • Conocer la relación propioceptiva entre grupos musculares en una lesión con afectación muscular de origen traumatológica, neurológica, reumática...
    • Realizar un entrenamiento y recuperación muscular analítica a la disfunción osteomuscular que posee el paciente.
    • Admitir una solicitud de puesto laboral, así como conocer si el sujeto se está sobrecargando por la actividad laboral o bien por otras

 

SISTEMAS DE VALORACION ESPECIFICOS CERVICAL
  1. ELEMENTOS DE SISTEMAS DE REGISTRO.
    cent unibio img04Es el sistema de valoración multicervical MCU, único modelo que actualmente se fabrica específicamente para la estructura cervical con todos los sistemas de calidad y garantías de seguridad en donde se combina la valoración de la amplitud articular, junto con la evaluación de la fuerza cervical en los tres planos de amplitud de movimiento a través de isométricos.

    Este equipo permite con datos de fuerza y amplitud presentar un mapa de la situación cervical y sus afectaciones. (Ver mas adelante a manera de ejemplo).

    Este sistema de evaluación es la referencia en la evaluación de las lesiones cervicales, de las cuales se ha adelantado una revisión en el punto 2 del presente capítulo.
  2. PROTOCOLOS DE EVALUACIÓN.
    El protocolo de evaluación se encuentra estudiado y validado para la obtención de graficas entre parámetros de normalidad de la situación del paciente. La valoración se realiza valorando el ROM y la aparición de dolor en movimientos sin resistencia y posteriormente a través de movimientos isométricos en múltiples planos.
  3. DATOS EN EL INFORME BIOMECÁNICO.
    Se obtienen datos del ROM que tiene el paciente en los 3 planos cervicales, así como un informe de cuando aparece dolor.

    Sobre estos planos también se obtiene los resultados de fuerza isométrica en todos los grados de movilidad frontal y sagital.
  4. FIABILIDAD DE LOS DATOS.
    Se han referenciado ya estudios [87-88] en donde los datos obtenidos demuestran un adecuado uso para valoraciones cervicales. Así mismo los datos obtenidos en los dispositivos electromecánicos poseen un sistema de calibración que dura unos 5 minutos, para detectar anomalías de los sistemas.
  5. UTILIDAD DEL EQUIPO:
    • ROM cervicales.
    • Pérdidas de Fuerza y asimetrías en la musculatura cervical.
    • Aparición de puntos de dolor.
    • Informes periciales de simulación.
    • Informes medios de valoración de cervicalgia y/o tramas cervicales

 

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