Caracterización biomecánica con tecnología digital en el deporte para personas en condición de discapacidad: una revisión sistemática

INTRODUCCIÓN

El análisis biomecánico en los deportes de competencia representa un reto para los investigadores por la dificultad de los movimientos realizados y la variabilidad de la propia ejecución; así mismo, existen distintas perspectivas de enfoque para hacer la descripción y cuantificación de los posibles aspectos de estudio como lo son físicos, fisiológicos, comportamientos técnicos o tácticos, entre otros.

Una preparación y un entrenamiento óptimo requieren del análisis y valoración de numerosos aspectos y variables para la obtención de un marco conceptual específico, a partir del cual se pueda planificar un entrenamiento científico y adaptado a las necesidades propias del deporte [1] y así brindar información importante  para las exigencias deportivas y los resultados esperados en las competencias. Es por esto que la investigación de la técnica deportiva ha tenido un progreso importante en los últimos años con el fin de realizar acciones correctivas y definir exigencias de precisión desde el punto de vista del desarrollo del movimiento, en donde el análisis biomecánico se convierte en una herramienta fundamental que ocupa un alto porcentaje del tiempo del entrenador y de los profesionales que se ocupan de estas áreas, como es el Fisioterapeuta [2].
Dentro de las características que se pueden analizar desde la perspectiva  biomecánicas se encuentra la movilidad, que es un requisito elemental para realizar movimientos con calidad. Su desarrollo afecta de forma positiva el rendimiento y las capacidades deportivas y por ello las restricciones mecánicas que limitan la movilidad interfieren con el movimiento y la efectividad con que se pudiera conseguir cada acción [3]. En consecuencia, las personas en condición de discapacidad no pueden practicar un deporte de la misma manera y competir en iguales condiciones que las personas sin discapacidad; por lo tanto se ha creado una categoría o modalidad que se conoce como ‘deporte adaptado’, o ‘deporte especial’. Es necesario enfatizar que los estudios sobre el análisis biomecánico en las disciplinas deportivas en esta población son pocos. [2] [4]

Hoy en día, gracias al avance tecnológico, se están utilizando sistemas para la captura de los movimientos como herramienta para diferentes disciplinas médicas, incluyendo la medicina deportiva y las áreas que estudien el movimiento humano. Esto se hace por medio de cámaras de alta velocidad y software especializado que permiten observar de una forma más precisa los movimientos de cada uno de los segmentos corporales a través de marcadores ubicados en el cuerpo del sujeto.

El análisis de movimiento por medio de sistemas de captura avanzado es una de las formas más efectivas de controlar el comportamiento técnico de un deportista. Estas técnicas han sido utilizadas en algunos países desarrollados de Europa, especialmente en España, como el Kinescan/IB®, que es un sistema completo de análisis de movimientos en 3D basado en tecnología de video digital, que proporciona información acerca del movimiento tridimensional de las personas o de los objetos en el espacio y con el cual se pueden calcular datos más complejos como lo son velocidades, aceleraciones, impulsos mecánicos, momentos angulares o energías, para así caracterizar aspectos del movimiento como la eficiencia, el grado de normalidad del gesto y la regularidad en la ejecución del movimiento [2].

Otro de los sistemas es el Motion Captor®, que contiene a su vez varios programas especializados como Clima, Golf Analysis Software, Swimming Analysis Software y 3D Soccer Captor, para realizar análisis de movimiento clínico en el deporte, con la finalidad de estudiar estrategias competitivas y de formación [2]. También se ha descrito la detección de preíndices (Precuing Technique)[5], que puede indicar la proyección de velocidades angulares. Los datos biomecánicos aportados por estos sistemas permiten precisar las metas de un programa de entrenamiento y conocer la técnica que emplean los deportistas.

Es por lo anterior que se quiere conocer qué tipo de estudios se han realizado utilizando tecnología digital en el deporte para caracterizar biomecánicamente a las personas en condición de discapacidad. Por ello se planteó una revisión sistemática para dar respuesta al problema de investigación.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Se realizó una revisión sistemática de estudios  a nivel mundial que tuvieran como propósito el análisis biomecánico utilizando tecnología digital en deportistas en condición de discapacidad. Para esto se hizo una búsqueda a través de una fórmula que contenía todos los términos clave. Esta búsqueda fue realizada en las bases de datos del Index Medicus (MEDLINE), Scient Direct, The New Journal England, Proquest y EBSCO (EBM, COCHRANE, DSR, ACP) empleando como descriptores para orientar la búsqueda el conjunto de términos del Medical Subject Headings (MeSH). La tabla 1 muestra los descriptores:

Tabla 1. Términos MeSH utilizados en la revisión sistemática

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 15

Los criterios de inclusión que se tuvieron en cuenta para la selección de los estudios fueron los siguientes: estudios que describieran datos originales o primarios sobre las características biomecánicas utilizando tecnología digital en el deporte en personas en condición de discapacidad, de tipo descriptivo (transversal, casos y controles y cohortes) y analíticos con cualquier periodo de seguimiento a nivel nacional e internacional, publicados en revistas indexadas; las revisiones sistemáticas no se consideraron para abstracción de datos, pero los artículos en esa categoría se revisaron para identificar los estudios originales pertinentes y dar sustento a la discusión. No obstante, debe indicarse explícitamente que no se acepto cualquier estudio empírico. Se busco artículos publicados en todos los idiomas en un período del 1 de Enero de 2000 al 1 de Abril de 2010.

Fueron excluidos aquellos estudios cuya metodología no fue explicita, no describen la población objeto de estudio. Para esto, se diseñó y ajustó un formulario de “extracción de datos”, y la búsqueda fue registrada en esta base de datos donde se sistematizó la referencia bibliográfica de cada artículo, el país de origen, los términos clave, el objetivo de la investigación, al tiempo que permitió llevar el control de artículos leídos y sistematizados. Adicionalmente se consignó una última casilla donde se califica el estudio para conocer si cumple los criterios de inclusión o no. El resultado de la aplicación de estos criterios de búsqueda para las distintas bases de información se verificó y se elaboró una lista única sin duplicados de referencias bibliográficas de artículos publicados. Cada referencia fue revisada o evaluada por un miembro del equipo de investigación.

Los estudios se identificaron mediante la revisión de los títulos y resúmenes de todas las referencias obtenidas en la búsqueda. Luego, cada artículo fue clasificado en una de las siguientes categorías.

• Categoría 1, INCLUIDO: Todos los artículos que tenían información acerca de: Discapacidad, deporte, biomecánica y análisis con tecnología digital.
• Categoría 2, REVISIÓN: esta categoría corresponde a dos tipos de artículos:

a. Revisiones sistemáticas
b. Artículos que no poseen todos los descriptores buscados, pero brindan información que puede nutrir el análisis realizado.

• Categoría 3, EXCLUÍDO: Los artículos que cumplieron con los criterios de exclusión.

Una vez se identificaron y se obtuvieron los artículos de interés, se dio inicio al proceso de obtención y síntesis de los datos; para esto se evaluó cada uno de los artículos de acuerdo con la escala SING [6], en el que se emitió un concepto con respecto a Niveles de evidencia y Grados de recomendación. En cuanto a los ensayos clínicos, estos fueron analizados según las recomendaciones para tal fin diseñadas en la lista de chequeo Jadad.

3. RESULTADOS

El resultado de la búsqueda con los términos claves fue 111 artículos en las cinco bases de datos. A partir de la lectura de los resúmenes, se seleccionaron los artículos que aparentemente cumplían los criterios de inclusión, y su texto completo fue descargado y leído para verificar el cumplimiento de dichos criterios y abstraer los datos de aquellos que definitivamente fueron incluidos. Se extrajeron también los artículos de referencia que estaban  en las revisiones sistemáticas, para un total de 136 artículos. La información fue sistematizada en una base de datos en Excel que permitió agrupar y categorizar los resultados de acuerdo con el objetivo propuesto, el país de origen, tipo de estudio, la metodología y los resultados. En la Tabla 2 se resumen los resultados obtenidos en la búsqueda.

Tabla 2. Categorías de revisión.

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 15

Tabla 3. Nivel de evidencia y recomendación.

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 15

Se encontró que sólo unos pocos deportes han sido descritos en personas en condición de discapacidad y sólo una parte de estos han utilizado tecnología digital. La descripción que se ha realizado se basa en fases de la ejecución del movimiento y no se ha realizado descripción de la totalidad de los movimientos existentes en el deporte.
La tecnología empleada varía de acuerdo con el lugar de realización de la investigación en la que se encuentra que existe una gran producción de investigaciones en análisis del movimiento por parte Suecia, en el Laboratorio de Biomecánica y Control Motor, y en Estados Unidos en el Departamento de Kinesiología y servicios de rehabilitación de la Universidad de Ilinois. La mayoría de trabajos sobre el tema se han realizado en tres dimensiones y los otros en dos dimensiones utilizando una fase inicial de filmación. En el caso de las filmaciones para tres dimensiones se sitúan las cámaras de modo perpendicular entre sí de manera que ambas capten la totalidad del área de trabajo y una fase final de captura de video, que es diferente según el hardware que se use: entre las que se mencionan son Poly Works V10, Evaluation Sport software (DAS3E v3.9), VICON, Programa AMTI (Advanced Medical Technology, EE.UU.) y Pico Performance Technologies.

Tabla 4. Método Digital utilizado

Contenido disponible en el CD Colección Congresos nº 15

4. DISCUSIÓN

El análisis del movimiento se ha utilizado como herramienta para el acercamiento a la ejecución de praxias y para mejorar las técnicas deportivas. Por esta razón se han realizado diferentes trabajos en este campo de acción que han brindado resultados positivos en competencias de nivel como son las Olimpiadas y campeonatos deportivos; pero, en personas en condición de discapacidad, las investigaciones realizadas alrededor de este campo son pocas y con resultados que caracterizan a pocos o solo a un deportista y no permiten sacar modelos teóricos de ejecución.
La investigación enfocada para mejorar los perfiles de ejecución de deportes para-olímpicos y el consiguiente desarrollo de deportistas de élite en condición de discapacidad no ha sido ampliamente abordada en las ciencias del deporte ni por los profesionales para los que su enfoque de estudio es el movimiento humano, como lo es el fisioterapeuta. Así mismo, hay poco aporte desde el ámbito de la biomecánica para el análisis. Las investigaciones encontradas son en la mayoría en deportistas de élite y no hay evidencia de la investigación para actividades deportivas- recreativas. [7][13] [20]
Los resultados encontrados en los estudios de caracterización biomecánica son en su mayoría estudios de caso o con muestras pequeñas, por lo que las conclusiones que se extraen de ellos no tienen un poder estadístico para su generalización, aunque pueden surgir de allí recomendaciones extendidas para el uso de la metodología en el estudio de otros atletas. Los niveles de recomendación no son altos y abren la puerta para generar investigaciones en esta área con muestras representativas que pudieran universalizar sus resultados.
Al hacer un análisis del por qué no se han realizado estudios con muestras más grandes, se ha descrito que las características antropométricas, así como el tipo y naturaleza de la lesión que genero la deficiencia, limitación funcional o restricción en la participación, juegan un factor importante para la ejecución del movimiento, y se debe a las compensaciones que se realizan a nivel de la mecánica corporal para la ejecución de la acciones. Al existir una discapacidad, el cuerpo realiza una serie de acomodaciones que comienzan desde los cambios generados en la posición del centro de gravedad como producto de la reorganización de los segmentos corporales, por el cambio del centro de masa y por la variación en la producción de las palancas que se realizan a nivel osteo-muscular, lo cual ocasiona un cambio  en los vectores de fuerza y son estos últimos los que determinan la presentación del movimiento. La variación de un vector de fuerza hace que cualidades como la aceleración, la velocidad, la fuerza o la potencia sean distintas, por lo que hay que señalar que cada diferencia puede alterar los resultados, incluso, entre los atletas de la misma clase funcional. [8] [22] [26] [41]
Los diversos autores han mencionado que aún falta por explorar diferencias no sólo por la condición de discapacidad sino por sexo y etnia. [8] Las investigaciones realizadas muestran discrepancias no sólo en este aspecto; algunos autores concluyen que no se puede utilizar la misma técnica en los atletas con discapacidad debido a la ausencia de la musculatura activa de las extremidades en caso de amputación, en situaciones con alteración del  tono, así como en las variaciones de los tipos de prótesis por que tienen diferentes propiedades mecánicas como producto de su elaboración. [8] [45] [47] [48] [53] [68]
El análisis biomecánico en el deporte presenta también diferencias entre las modalidades deportivas. La realización de actividades como salto de longitud, salto de altura, carrera y lanzamientos se basan en la repetición de una serie de movimientos continuados donde la precisión es una de las condiciones para conseguir una buena marca. [7][8][10][12][16] Cuando el movimiento que se realiza pierde esta cualidad, por descoordinación o por otra causa, se pierde una buena parte de la eficacia, imposible de compensar con otras cualidades físicas. En otros deportes, en especial los de equipos que los movimientos que se realizan no son en su mayoría ensayados o repetitivos, no se encontró ninguna caracterización,  en la revisión realizada. [20] En éstos la improvisación prima sobre los movimientos ensayados, ya que en todo momento están en función de las reacciones del contrincante. Aquí, el análisis de los gestos es mucho más difícil ya que los movimientos no son predecibles. [4]
Dentro de las características biomecánicas que se pueden obtener fruto de la utilización de tecnología digital se encuentra el centro de gravedad, la aceleración y el desplazamiento articular, en dos planos de movimiento como es el longitudinal y el sagital, lo que permite una imagen tridimensional de la acción y conocer cómo se está realizando la dispersión de energía, en virtud de los vectores articulares, lo cual podría dar una información importante tanto para mejorar la ejecución del movimiento como para trabajar las ayudas externas como las prótesis, que son un elemento importante para el desarrollo. [22] [23] [39]
Los avances en la tecnología de prótesis se han dado no sólo para personas en condición de discapacidad en su manejo diario, sino para deportistas a nivel competitivo, lo cual sugiere un aumento del nivel de las competencias paraolímpicas y una preocupación de los fabricantes, entrenadores, deportistas y en general desde el mismo medio deportivo por mejorar,  aunque sea de forma pequeña, las técnicas porque esta variación podría ser la diferencia entre ganar y perder. Sin embargo, lo que se conoce sobre la ejecución deportiva en general es limitado y no se sabe si las técnicas actualmente utilizadas son las más eficaces; además existe escasa literatura de análisis al respecto. [7] [8] [9] [10]

5. CONCLUSIONES

Comprender cómo las personas en condición de discapacidad realizan los movimientos propios de la ejecución deportiva, se ha convertido en una necesidad en los últimos años y un área con poco desarrollo investigativo. Se han trabajado sólo algunos deportes que tienen como característica que son de técnica individual y la sincronización en la ejecución es importante para conseguir un buen resultado deportivo.

Por esto se abre una gama de posibilidades en este campo para los fisioterapeutas que pueden brindar información a nivel biomecánico para acercarse a la técnica, mejorar la ejecución y disminuir lesiones que se pueden presentar por mala práctica deportiva; así como  al área de la ingeniería ya que permite explorar nuevas formas para mejorar la calidad de vida de las personas en condición de discapacidad.

Así mismo, la tecnología digital se empieza convertir en una herramienta para el acercamiento al análisis del movimiento en condición de discapacidad, en el cual  se puede  observar el desplazamiento articular y del centro de gravedad, también como la velocidad que se da en la ejecución del gesto deportivo, con el fin de mejorar su funcionalidad a nivel competitivo y recreativo.

Se puede concluir de acuerdo con la revisión que no existe información publicada con muestras representativas que puedan llevar a describir modelos teóricos de la ejecución de la práctica deportiva, en las que se pueda conocer el centro de gravedad, el centro de masa, los desplazamientos articulares, la velocidad y la aceleración.