Efectos de las acciones de cambios de dirección sobre los aspectos biomecánicos de la articulación de la rodilla

Introducción

En este Blog focalizaremos en las fuerzas producidas en 3 dimensiones (direcciones y sentidos de las fuerzas) sobre la rodilla durante las habilidades relacionadas a la agilidad, en especial los cambios de dirección en diferentes ángulos de corte, y por otro lado la influencia de la toma de decisión ( acciones pre programas- sin toma de decisión vs acciones no pre-programadas- con toma de decisión) en las fuerzas que intrínsecas e extrínsecas que afectan a la rodilla.

Aspectos biomecánicos de los cambios de dirección en relación con la carga de la rodilla.

Unos de los grupos de investigación más prolifero en este campo es el de Besier, T et al, y Lloyd, D et al (2001, 2003, 2005) focalizando el análisis sobre las maniobras de cambios de dirección hacia el lado contrario del apoyo (side cuting) a 30º y 60º y hacia el mismo lado del apoyo (cross cutting) a 30º comparando las características biomecánicas en los tres planos sobre la rodillas entre estas maniobras y la carrera recta, así como también la influencia de la toma de decisión sobre estas. (figura 1 )

Figura 1. Acciones típicas de cambios de dirección estudiadas por Bessier and Lloyds, et al. A. Cambio de dirección hacia el lado opuesto de la pierna pivot (sidestep cutting). B. cambo de dirección hacia el mismo lado de la pierna pivot (cross cutting manuvers). Lloyd, et al 2001.

Para determinar las cargas sobre la rodilla este grupo utilizo métodos de análisis biomecánicos en 3D para análisis de la marcha, combinando 6 cámaras de alta velocidad (Vicon motion analysis system) EMG de superficie y plataformas de fuerza, en forma sincronizada.

Figura 2. Esquema del diseño para la valoración de las 4 maniobras estudiadas: S60º= sidestep cut a 60º; S30º sidestep cuto a 30º, Run= carrera recta, XOV= Crossover cut a 30º. Para condiciones PP (preplaneadas) y UN (no preplaneadas)

La información cinemática proporcionada por el sistema de motion análisis fue usada para determinar la posición y postura de las articulaciones del MMII, y la información integrada de los tres recursos anteriormente mencionados, se utilizó dentro de un modelo de dinámica inversa para calcular los momentos de fuerza externos en 3D sobre la rodilla. Se focalizo el momento de análisis de todos estos datos en el punto de la aceptación del peso corporal luego del contacto inicial durante la fase de apoyo (aproximadamente el 5% de esta fase).

Lloyd et al (2001) siguiendo la metodología de análisis explicada anteriormente, demuestra que para todas las maniobras estudiadas ( sidestep, a 30º y 60º y crosscut) los momentos de flexión son generalmente similares a los observados en la carrera recta para todas las fases de la descarga de peso. Pero los momentos de valgo/varo y rotación interna y externa son bastantes diferentes, siendo en algunos casos más de 2 veces mayores que en la carrera recta.

De acuerdo a este trabajo el cambio de dirección hacia el lado contrario de la pierna de apoyo (sidestep) muestra los patrones que más carga generan sobre el LCA. En esta maniobra se observa una combinación de una gran traslación anterior de la tibia por una fuerte activación del cuádriceps en el intento de contrarrestar los momentos de flexión, (produciéndose este fenómeno entre los 45º y 0º d extensión) y grandes momentos de rotación interna y externa y varo/valgo. (Figura 3)

Figura 3. La figura muestra A, los momentos de Flexión/extensión, rotación externa/interna y varo/valgo en crosscut, carrera recta y sidestep a 30º y 60º. B el índice de co-contracción entre isquiotibiales /cuádriceps. Lloyd et al (2001)

Como puede observarse en la figura, en la maniobra de sidestep, a medida que aumenta el ángulo de corte se incrementan los momentos de flexión (mayor acción del cuádriceps para contrarrestarla), valgo y rotación interna/externa, lo que presupones una mayor demanda sobre el LCA en comparación con las otras maniobras estudiadas.

Pero en contrapartida, el índice de co-contración isquiotibales/ cuádriceps, también se incrementa a medida que los momentos de varo/ valgo suben, lo que presupone un incremento de las fuerzas musculares de co-contración para contrarrestar esta carga incrementada sobre la rodilla. Según estos autores es probable que los músculos de la rodilla soporten adecuadamente la cargas de Varo/Valgo, pero no de rotación externa/ interna.

Resumiendo este trabajo y sus conclusiones podemos decir que el cambio de dirección que más carga genera sobre la articulación de la rodilla es el sidestep y que esta es mayor a medida que el ángulo de corte se incrementa (mayor ángulo en le cambo de dirección). Por otro lado parece existir una buena amortiguación por parte de los músculos estabilizadores de la rodilla especialmente para los momentos de flexión/extensión y varo/valgo pero que no se manifiesta de la misma manera para los momentos de rotación externa/ interna.

Finalmente este trabajo muestra como las acciones de sidestep ya son estresantes para las estructuras de la rodilla y por lo tanto cualquier modificación técnica especialmente en la fase de apoyo y con mayor incapie en la posición del pie en esta fase, presupone un incremento de este stress.

Entonces partiendo de este tipo de análisis es que resulta indispensable plantearse la necesidad de la corrección técnica de los cambios de dirección con el objetivo tanto de disminuir la carga sobre la rodilla como optimizar el rendimiento en este tipo de acciones que resultan determinantes de rendimiento en los deportes de conjunto y con alto volumen de este tipo de acciones.

Conclusiones.

·El análisis biomecánico de los cambios de dirección es un recurso necesario para el análisis del stress sobre las articulaciones de carga.

·Los cambios de dirección incrementan el momento de tensión sobre la estructura de la rodilla a medida que se incrementa el ángulo de corte en el cambio de dirección.

·La corrección técnica de los cambios de dirección puede generar una disminución de la carga sobre las estructuras de la rodilla.

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