Análisis de simetría: La tensiomiografía como técnica preventiva de lesiones deportivas

Introducción

La tensiomiografía (TMG) es una técnica de evaluación no invasiva de los músculos superficiales que permite la medición indirecta de las propiedades contráctiles musculares, a través de la determinación del máximo desplazamiento radial del vientre muscular (DM) durante una contracción isométrica involuntaria, producida como respuesta a un estimulo eléctrico, evitando con ello el factor motivacional que supone una contracción muscular voluntaria. Además del DM, en la TMG se determinan otros cuatro parámetros relacionados con el tiempo que tarda en producirse el DM. La TMG permite la evaluación muscular de cada músculo de forma aislada, y se basa en asumir que el desplazamiento radial del vientre muscular es proporcional a la fuerza muscular que es capaz de generar el músculo evaluado (Valen?i? and Djordjevi?, 2001; Pišot et al. 2008).

El DMes un parámetro asociado al tono muscular (stiffness) y a los cambios en la sección transversal del músculo, pudiendo estar afectado por las propiedades mecánicas del tendón muscular, ya que un incremento en los valores de este parámetro ha sido atribuido a un decrecimiento del tono del músculo y del tendón (Pišot et al. 2008).

De entre los parámetros de tiempo, el tiempo de contracción (TC), definido como el tiempo transcurrido, medido en milisegundos, entre el 10% y el 90% de la máxima respuesta del músculo, se ha relacionado de forma significativa con la distribución de los diferentes tipos de fibras determinados por método histoquímico, a través de biopsia (Dahmane, Valen?i?, Knez, and Erzen, 2001; Dahmane, Djordjevi?, Šimuni?, and Valen?i?, 2005; Šimuni? et al. 2011), de tal forma que podría ser una buena técnica no invasiva para poder estimar la distribución de fibras que son un factor importante en la capacidad de producción de fuerza y de velocidad de los deportistas. El TC es considerado como un importante parámetro para describir las características de los músculos esqueléticos (Valen?i? and Djordjevi?, 2001).

Este método de evaluación ha sido utilizado, entre otros, para evaluar el efecto de programas específicos de entrenamiento en el sistema motor en deportistas (Kerševan, Valen?i?,Djordjevi? and Šimuni?, 2002), para diferenciar las características musculares en niños de 9 años y relacionarlas con el rendimiento en pruebas de sprint (Pišot et al. 2004), para evaluar la fuerza muscular en sujetos que han sufrido poliomelitis (Grabljevec et al. 2005), para detectar adaptaciones del sistema musculo-esquelético sometido a 35 días de reposo en cama, simulando la exposición a medios de baja gravedad (Pišot et al. 2008), Para analizar la relación entre los flexores y los extensores del tronco en mujeres jóvenes y físicamente activas (García-García, Serrano, y Martínez, en prensa), o para detectar cambios en las características musculares de ciclistas profesionales a lo largo de la temporada (García-García, Cancela, Martínez y Serrano, en revisión)

La evaluación de músculos aislados, a través de la TMG, permite establecer la relación o grado de equilibrio entre diferentes músculos que actúan sobre una determinada articulación o en diferente lado del cuerpo. Este indicador de equilibrio muscular ha sido señalado como fundamental para optimizar el rendimiento deportivo y mantener un estado saludable en deportistas activos (García-García, Cancela, Olveira, y Mariño, 2009). Parece, por tanto, importante para el atleta disponer del equilibrio articular y muscular correcto para reducir el riesgo de lesiones y disponer de una mayor estabilidad en su rendimiento, sin embargo, son más bien pocas las referencias que se han encontrado de estudios relacionados con el mismo.

Lebmann (1991) acuño el termino artromuscular subrayando la importancia de un desarrollo equilibrado de la musculatura que circunda una articulación, de la congruencia entre las articulaciones principales, y de la estabilidad del aparato ligamentoso, siendo un buen equilibrio artromuscular realmente posible sólo si la articulación se encuentra en óptima situación, con una carga de presión distribuida uniformemente sobre las superficies articulares. Los desequilibrios musculares son el producto de fenómenos de acortamiento y debilitamiento de los músculos, que ocurren con frecuencia en el entrenamiento deportivo (Lebmann, 1991).

En esta línea, se ha informado que el seguimiento y control a través de TMG puede suponer una mejora en el proceso de entrenamiento, ya que permite una adecuada monitorización y la mejora de los programas de prevención de lesiones de isquiotibiales, disminuyendo el porcentaje de lesiones sobre el grupo control (Vasilescu, Rusu y Dragomir, 2008).

El objetivo de este estudio es evaluar las propiedades contráctiles de los músculos Vastus Medialis (VM), Vastus Lateralis (VL), Rectus Femoris (RF), y Biceps Femoris (BF) a través de los parámetros de tiempo y desplazamiento medidos con tensiomiografía en varones jóvenes saludables y físicamente activos. En concreto se trata de determinar la relación que puede existir entre el comportamiento mostrado por los flexores y los extensores de la rodilla, y entre el lado derecho y el lado izquierdo, ya que estos parámetros pueden ayudar en la prevención de lesiones y ejercer como un feedback añadido en el seguimiento y control en la recuperación de lesiones.

Método

Participantes

16 varones jóvenes(edad 22.2 ± 1.9 años, peso 68.5 ± 6.7 kg, altura 175 ± 5.4 cm), físicamente activos, en un estado saludable, y no sometidos a ningún proceso sistemático de entrenamiento de un deporte concreto, dieron su consentimiento escrito después de ser informados sobre el proceso y los posibles riesgos de la evaluación de TMG. Se registró el máximo desplazamiento radial del vientre muscular de los músculosVastus Medialis (VM), Vastus Lateralis (VL), Rectus Femoris (RF), y Biceps Femoris (BF)de ambas piernas. El protocolo de investigación siguió, a nivel internacional, las directrices marcadas por la conferencia de Helsinki sobre Investigaciones Biomédicas en Humanos (18th Medical Assembly, 1964; revisada en 1983 en Italia y en 1989 en Hong Kong), y el Acuerdo para la Conservación de los Derechos Humanos y la dignidad respecto a las aplicaciones biológicas y médicas (IR1999; B.O.E. 251, 1999), a nivel nacional.

Protocolo de medición

Las mediciones se realizaron por un experto en el uso de TMG, en posición tumbada estática y relajada, utilizando las cuñas diseñadas para colocar la pierna en los ángulos estandarizados (120 grados de angulación de la rodilla de cúbito supino y 150 de cúbito prono). La evaluación tuvo lugar después de haber tenido un periodo de descanso de su actividad física habitual de 48 horas.

Para medir el desplazamiento radial de cada músculo evaluado se colocó un transductor digital de desplazamiento (GK 40, Panoptik d.o.o., Ljubljana, Slovenia) de forma perpendicular a la parte más gruesa del vientre muscular, calibrado para ejercer una presión inicial aproximada de 1.5 x10-2 N mm-2 en un área de 113 mm2 como se ha señalado desde el trabajo de Dahmane et al. (2001). La situación del sensor fue determinada de forma individual en cada músculo evaluado debido a la existencia de diferencias anatómicas individuales señaladas ya por Valen?i?, Knez and Šimuni? (2001). La parte más gruesa del vientre muscular fue determinada visualmente y por palpación en una contracción concéntrica voluntaria, y siguiendo las indicaciones anatómicas de Delagi, Perotto, Lazzeti and Morrison (1975). Una vez determinada fue marcada con un lápiz dermatológico. La posición de los electrodos autoadhesivos (5x5cm, 2mm/h. Conlin Medical Supply Co., Ltd, China) fue situada de forma simétrica a 5 cm respecto al sensor, el electrodo positivo por encima del punto de medición en la parte proximal, y el electrodo negativo por debajo del punto de medición en la parte distal. La elección de la distancia de los electrodos al sensor fue debida a que se consigue una mayor respuesta muscular a 5 cm que a 3 cm, lo que podría ser debido a un mayor reclutamiento de fibras musculares (Tous-Fajardo et al. 2010). El punto de máximo desplazamiento del vientre muscular fue comprobado en todas las medidas a través de la obtención de la curva óptima característica de cada músculo. El punto de medición fue ligeramente corregido hasta obtener la máxima respuesta mecánica tal y como indican Pisot et al. (2008). Fue usado un electroestimulador TMG-S2 (EMF-FURLAN & Co. d.o.o., Ljubljana, Slovenia).

La evaluación de tensiomigrafía se realizó por medio de un estímulo eléctrico de 1 milisegundo de duración cuya intensidad se fue incrementando de 10 en 10mA desde los 40mA hasta alcanzar los 110mA (maximal stimulator output). De todas las curvas de tiempo-desplazamiento obtenidas solo se selecciono para su posterior análisis aquella que presentaba el mayor desplazamiento radial del músculo (DM). Entre estímulos consecutivos se dejó un tiempo de espera de 10 segundos para evitar efectos de fatiga en el músculo, tal y como se indica en el trabajo de Krizaj, Šimuni? and Zagar (2008). En cada medición se obtuvieron los parámetros: máximo desplazamiento radial del músculo (Dm) medido en mm, tiempo de contracción (TC) determinado entre el 10% y el 90% de la máxima respuesta, medido en ms, tiempo de reacción (TD) determinado entre el 0 y el 10% de la máxima respuesta, tiempo de sustentación (TS), determinado entre el 50% de la máxima respuesta de la curva ascendente hasta volver al 50% de la respuesta, durante la relajación en la curva descendente, y tiempo de relajación (TR) determinado entre el 90% y el 50% de la respuesta máxima en la curva descendente.

Estos parámetros han mostrado tener una buena fiabilidad y reproductibilidad en su medición a corto plazo (Krizaj et al. 2008; Tous-Fajardo et al. 2010; Rodríguez-Matoso et al. 2010)

Análisis de datos

Se presentan los estadísticos descriptivos, media y desviación típica. Se aplico la prueba de Kolmogorov-Smirnov, obteniendo una distribución normal de la muestra, por lo que para la comparación de medias se aplico la prueba T para muestras relacionadas (P<0,05), aunque debido al reducido tamaño de la muestra (n=16), se aplicó de forma complementaria la prueba de Wilcoxon (P<0,05). Los datos fueron analizados por el paquete estadístico SPSS (Statistical Package for the Social Sciences; SPSS Inc., Chicago, IL, USA) para Windows versión 19.0.

Resultados

A nivel descriptivo, se presenta en la tabla 1, los valores medios y sus deviaciones típicas de todos los parámetros registrados por la TMG.

Tabla 1. Valores descriptivos de ambos lados, medidos en milisegundos (TC, TD, TS y TR) y en milímetros (DM). Media y desviación típica

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 20

Los resultados de la tabla 1 muestran que los VM y VL son los que menor TC obtienen y los BF los que mayor valor presentan. En cuanto al DM, el músculo que más desplazamiento radial obtiene son los RF, por el contrario, son los VL los que menor DM presentan. El TD es muy similar entre los tres extensores de la rodilla, y ligeramente superior en los Biceps Femoralis. TS de VL es sensiblemente inferior al del resto de músculos evaluados, siendo los BF los que presentan el valor mayor. Vastus Lateralis son los músculos con un menor TR, siendo VM los de mayor valor.

Como se puede observar no se han encontrado diferencias significativas, en ninguno de los parámetros obtenidos con la TMG, entre el lado derecho e izquierdo (tabla 2) en cada uno de los músculos evaluados.

Tabla 2. Estadísticos de contraste prueba T para muestras relacionadas entre lado derecho-lado izquierdo

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 20

Para comprobar este resultado, dado el reducido tamaño de la muestra, se aplico de forma complementaria, la prueba de Wilcoxon (P<0,05) no encontrando tampoco diferencias significativas entre ambos lados en cada músculo evaluado.

A continuación, para probar en qué medida existen diferencias en función del músculo evaluado, se ha realizado una comparación de medias, a través de la prueba T para muestras relacionadas, con las variables agrupadas sin distinción de lado izquierdo y derecho. Los resultados obtenidos se presentan en la tabla 3. Para comprobar este resultado, dado el reducido tamaño de la muestra, se aplico nuevamente de forma complementaria, la prueba de Wilcoxon (P<0,05), encontrando las mismas diferencias significativas, entre los músculos evaluados, que con la prueba T para muestras relacionadas.

Tabla 3. Estadísticos de contraste prueba T para los diferentes músculos evaluados

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 20

Como se puede observar en la tabla anterior existen diferencias significativas entre los músculos evaluados. El TC solo no es significativamente distinto entre VM-VL y entre RF-BF. No obstante, en cuanto al DM solo existen diferencias significativas entre VM-VL. La variable TD muestra diferencias significativas entre VM-BF y entre VL-BF. Por último las variables TS y TR son las que más diferencias significativas muestran. En el caso de la variable TS solo no hay diferencias significativas entre VM-BF, y en el caso de la variable TR entre VL-RF, y entre RF-BF.

Discusión

El objetivo de este estudio era determinar, a través de la TMG, la relación que existe entre el comportamiento mostrado por los flexores y los extensores de la rodilla, y entre el lado derecho y el lado izquierdo, en varones jóvenes saludables y físicamente activos.

Los resultados muestran que no existen diferencias significativas entre el lado derecho y el lado izquierdo, sin embargo si se han encontrado diferencias significativas entre los músculos evaluados, ya sin tener en cuenta el lado, en todas las variables objeto de estudio que caracterizan las propiedades contráctiles musculares.

Respecto a los valores obtenidos en este trabajo, los valores de TC del VM son algo inferiores a los obtenidos por Pišot et al. (2008) en 10 sujetos jóvenes sanos (25.2 ± 2.0 ms) y los TC de BF son casi idénticos a estos (31 ± 7.6 ms). Sin embargo, los valores de TC de los 4 músculos evaluados son claramente inferiores a los mostrados por los ciclistas profesionales (García-García et al., en revisión) durante el periodo preparatorio (VM 28.7 ms; VL 28.3 ms; RF 35.9 ms; y BF 35.9 ms) y muestran una gran diferencia con los encontrados en su periodo competitivo (VM 40.6 ms; VL 40.6 ms; RF 45.9 ms; y BF 28.2 ms), fruto de los cambios producidos en el sistema músculo-esquelético de los ciclistas a lo largo de la temporada.

Por otro lado, los valores de DM de todos los músculos evaluados en los participantes de este estudio son superiores a los mostrados en el trabajo de García García et al. (en revisión) por los ciclistas profesionales a lo largo de la temporada (VM 7.8 mm; VL 5.4 mm; RF 8 mm; y BF 5.7 mm). No obstante, el DM de VM está en consonancia con los datos reportados por Pišot et al. (2008) en sujetos jóvenes sanos (8.7 ± 1.6 ms) y el de BF resulta más alto que el de estos (5.3 ± 1mm). Este parámetro está asociado al tono muscular (muscle stiffness), que fue definido por McNair et al (1992) como la relacióndel cambio en la fuerza aplicada de un músculo como resultado del cambio de longitud. Este hecho sugiere, como cabría esperar, que los participantes de este estudio presentan un tono muscular similar al de otros sujetos jóvenes sanos, pero sensiblemente inferior al de los ciclistas profesionales de fondo en carretera.

La ausencia de diferencias significativas entre los lados derecho e izquierdo entre los participantes de este estudio indica una ausencia de asimetría lateral entre los músculos evaluados. El software TMG® provee de porcentajes de simetría lateral entre los músculos que se evalúan, calculados mediante ecuaciones implementadas en el propio software. Los valores de este software para los músculos de esta muestra han sido de 91.3 ± 2.9% para VM, 87.5 ± 2.8% para VL, 83.6 ± 5.2% para RF, y de 83.2 ± 16.7% para el BF. Estos datos sugieren que no existen diferencias significativas entre los músculos evaluados cuando los porcentajes determinados por el software TMG® son superiores al 80%, pudiendo quizá considerarse a estos valores como adecuados.

Sin embargo, habida cuenta de la elevada desviación típica en el porcentaje del BF, hay que destacar que un análisis individual de cada sujeto muestra que dos de ellos han obtenido valores de simetría lateral del 55 y 62% en sus BF respectivamente. Estos valores estarían alejados de lo que podría considerarse una buena simetría lateral en los flexores de rodilla.

Por otro lado, existen diferencias significativas entre los músculos evaluados. Sobre todo existen un comportamiento distinto entre VM y VL con respecto a los BF. VM y BF presentan diferencias significativas en cuanto a sus respectivos TC, TD y TR. Además de en estos parámetros VL y BF también son diferentes de forma significativa respecto a sus TS. Por tanto, solo el parámetro DM parece no mostrar diferencias significativas entre estos músculos. No obstante, el otro extensor de la rodilla (RF) solo difiere de forma significativa respecto a BF en el parámetro TS. Este hecho podría tener una explicación razonable en la condición común que presentan al ser músculos biarticulares y por tanto con una doble función, flexor de rodilla y extensor de cadera en el caso del bíceps femoral y flexor de cadera y extensor de rodilla en el caso del recto femoral. En esta línea, VM y VL respecto a RF difieren de forma significativa en sus parámetros de TC, TS y TR. Así mismo VM y VL también presentan diferencias significativas en cuanto a sus DM, TS y TR.

El software TMG® también provee de valores en forma de porcentaje sobre la simetría funcional, es decir, la relación que existe entre los extensores de la rodilla y los flexores VM&VL&RF/BF siendo entre los participantes de esta muestra de un 75,6 ± 18,8% para la rodilla derecha y de un 72 ± 14% para la rodilla izquierda. Además también establece porcentajes de simetría patelar, es decir, entre VM/VL, con valores de 86,5 ± 3,2% para la rodilla derecha y de un 85,5 ± 6% para la rodilla izquierda. La elevada desviación típica en los porcentajes de simetría funcional de ambas rodillas, sugiere un análisis individual que muestra a dos sujetos con valores de entre el 43 y el 59% de simetría funcional en ambas rodillas. Estos valores probablemente estén muy alejados de lo que podría considerarse una buena simetría entre los extensores y los flexores de rodilla.

En este sentido, es importante concretar que las ecuaciones del software TMG® tratan a los tres extensores de la rodilla de forma conjunta en su relación con el flexor de la rodilla, mientras que en nuestro análisis se ha tratado a cada músculo de forma individual en su relación con los demás, por lo que dificulta la posibilidad de sugerir un determinado porcentaje de simetría funcional como correcto o adecuado.

A tenor de los resultados, la TMG permite diferenciar y comparar las propiedades contráctiles de los diferentes músculos superficiales como ya ha sido señalado por Valen?i? y Djordjevi? (2001) y Pišot et al. (2004). Esta comparación, tal y como señalan García-García et al. (en prensa) resulta útil para establecer medidas de simetría que controlen la diferenciación en el desarrollo muscular que se produce con el entrenamiento sistemático de una disciplina deportiva, fruto de su rendimiento mecánico, donde es necesario cuidar más el equilibrio muscular, llegando a establecer unos valores de referencia para optimizar el rendimiento y evitar posibles lesiones. Además la obtención de valores de TMG de referencia para un deportista, podría permitir, en caso de lesión, un feedback sobre su grado de mejora a lo largo de toda la recuperación, ejerciendo como una herramienta de control de las cargas de trabajo y su efecto en el músculo del deportista.

Finalmente es necesario señalar el imprescindible control sobre todo el proceso de obtención de datos con TMG, así como observar algunas variables extrañas que pueden afectar a su uso como podría ser el caso de un exceso de grasa subcutánea.