Resumen
Después de la cirugía espinal, se realizan ejercicios fisioterapéuticos para lograr un rápido retorno a la vida normal. Un objetivo importante del tratamiento es recuperar la fuerza muscular, pero se sabe que las fuerzas musculares aumentan las cargas espinales a niveles potencialmente peligrosos. Todavía no se ha aclarado qué ejercicios causan altas fuerzas espinales y, por lo tanto, ponen en peligro el resultado quirúrgico. Las cargas en los reemplazos del cuerpo vertebral se midieron en 5 pacientes durante once ejercicios fisioterapéuticos, se realizaron en la posición supina, propensa o lateral o en las cuatro patas (arrodillado sobre las manos y las rodillas). Se midieron fuerzas bajas resultantes en el reemplazo del cuerpo vertebral para los siguientes ejercicios: levantar una pierna recta en la posición supina, la abducción de la pierna en la posición lateral, superando una pierna en la posición de los últimos pies y ahuecando la espalda en la posición de las cuatro cuatro. Desde el punto de vista biomecánico, estos ejercicios se pueden realizar poco después de la cirugía. Las fuerzas de implante similares o incluso mayores que las de caminar se midieron durante: levantar ambas piernas, levantar la pelvis en la posición supina, superar un brazo con o sin extender simultáneamente la pierna contralateral en la posición de cuatro cuatro y arqueando la parte posterior en la posición de cuatro cuatro. Estos ejercicios no deben realizarse poco después de la cirugía de columna.
Introducción
Los pacientes con una fractura de compresión grave de un cuerpo vertebral a menudo se tratan quirúrgicamente con un dispositivo de fijación espinal interno implantado desde el posterior y con un reemplazo del cuerpo vertebral (VBR) insertado anteriormente. Durante la fase de rehabilitación, se realizan ejercicios fisioterapéuticos para recuperar la fuerza muscular y mejorar un rápido retorno a la vida normal. Para mejorar su fuerza, los músculos deben activarse en consecuencia. Sin embargo, las fuerzas musculares altas del tronco causan altas cargas en la región de la columna vertebral correspondiente, lo que puede provocar hundimiento del implante, aflojamiento del tornillo pedículo o incluso falla del implante. Por lo tanto, se deben evitar los ejercicios fisioterapéuticos que pueden causar altas cargas espinales, pero no está claro qué ejercicios son más relevantes.
Solo unos pocos modelos musculoesqueléticos existentes (1)–(7) son apropiados para calcular las cargas espinales durante actividades complejas. La validación de estos modelos para actividades complejas es difícil debido a la falta de datos experimentales.
Se ha medido la presión intradiscal in vivo Para muchas actividades diferentes (8)–(11)pero solo existen unos pocos datos para ejercicios fisioterapéuticos.
Las cargas en dispositivos internos de fijación espinal durante la fisioterapia se midieron en 10 pacientes. (12). Se investigaron actividades mientras mentían, sentadas, de pie y arrodilladas sobre las manos y las rodillas (posición de cuatro cuatro). Las cargas más altas se midieron para caminar y actividades durante la posición. Los resultados preliminares para las cargas en un VBR, medidos poco después de la cirugía en hasta 3 pacientes, mostraron fuerzas de implante altas para la flexión hacia adelante de la parte superior del cuerpo, la ascensión de las escaleras y la elevación de ambos brazos con pesos en las manos o contra la resistencia aplicada por un fisioterapeuta (13), (14). También se midieron las cargas del implante durante la sesión, la caminata, la vibración de todo el cuerpo y la posición cambiante del cuerpo. (15)–(18). Sin embargo, existe poca información sobre las cargas para ejercicios en posiciones mentirosas o la posición de cuatro cuatro.
El objetivo de este documento es presentar las cargas en un VBR, medido durante los ejercicios fisioterapéuticos en posición mentirosa y mientras se arrodilla sobre las manos y las rodillas. Los resultados pueden ayudar a los fisioterapeutas a seleccionar los ejercicios óptimos para los pacientes, dependiendo del punto de tiempo postoperatorio, para evitar altas cargas espinales, lo que puede poner en peligro los resultados clínicos.
Materiales y métodos
Declaración de ética
El Comité de Ética de Charité-Universitätsmedizin Berlín aprobó la implantación del VBR telemeterizado en pacientes y las mediciones posteriores (número de registro 213-01/225-20). Antes de la cirugía, el procedimiento se explicó a los pacientes, y proporcionaron su consentimiento informado por escrito para la implantación de los implantes modificados y la obtención de mediciones de carga. Las mediciones se permitieron dentro de un período máximo de 6 años.
VBR telemeterizado
El VBR Synex ™ de uso clínico (Synthes Inc., Bettlach, Suiza) fue rediseñado. Se insertaron seis sensores de carga (medidores de tensión), una unidad de telemetría y una bobina para la fuente de alimentación inductiva en un tubo cilíndrico, con la placa final del implante original en un lado. Una placa estaba soltada con haz de electrones en el otro lado para cerrar el tubo. Las placas finales atornilladas de varias alturas permitieron la adaptación intraoperatoria de la altura del implante a la longitud del defecto. La telemetría solo era activa dentro de un campo magnético de 4 kHz. Antes de la implantación en pacientes, los VBR se calibraron ampliamente aplicando 21 combinaciones de carga diferentes (19). Los errores de medición promedio típicos fueron inferiores al 2% para las fuerzas y menos del 5% para los momentos relacionados con la fuerza aplicada máxima (3000 N) y el momento (20 nm). La resolución fue mejor que 1 N y 0.01 nm. Los implantes instrumentados se describen en detalle en otra parte (20).
Sujetos
Los VBR telemeterizados se implantaron en cinco pacientes (4 hombres, 1 hembras, 62-71 años, 60-74 kg de masa corporal, 168-180 cm de altura, 19–26 kg/m2 Índice de masa corporal). Cuatro pacientes (WP1 – WP4) tenían una fractura por compresión del cuerpo vertebral L1 y uno (WP5) del cuerpo vertebral L3. En el primer paso, los dispositivos internos de fijación espinal, que abarcan 2 segmentos en 3 pacientes y 4 segmentos en 2 pacientes (WP3 y WP4), se implantaron desde el posterior para estabilizar la columna vertebral. En una segunda operación, se utilizó un enfoque ventrolateral para realizar una Corpectomía parcial de la vértebra fracturada y para eliminar partes de los discos adyacentes. El VBR telemeterizado se insertó en el nicho creado. El material óseo de la cresta ilíaca y la costilla resecada se usó para cubrir el implante y para mejorar el proceso de fusión interbody. Los dispositivos de fijación internos permanecieron en el paciente después de la inserción del VBR.
Para las mediciones, se colocó una bobina de potencia alrededor del tronco del paciente, y se colocó una pequeña antena de alambre en la espalda del paciente; Ambos dispositivos se fijaron con un arnés (21). Las señales de telemetría se transmitieron a una computadora portátil, con la cual se calcularon las cargas. Los pacientes fueron grabados en video durante las mediciones, y las señales de telemetría dependientes de la carga se almacenaron simultáneamente en la pista de audio de la misma video. Este proceso permitió un análisis detallado de las cargas de implantes más tarde, sin que el paciente tuviera que estar presente.
Ceremonias
Las mediciones de las cargas de VBR comenzaron unos días después de la cirugía y se repitieron de 15 a 28 veces en las sesiones de seguimiento durante un período de hasta 65 meses después de la operación. Se realizaron aproximadamente 25 ejercicios estándar, como flexión, extensión, flexión lateral y rotación axial de la parte superior del cuerpo, caminar y elevación de un brazo con un peso en la mano, durante casi todas las 97 sesiones de medición. Las cargas se midieron durante aproximadamente 1000 combinaciones diferentes de actividades y parámetros.
En el presente estudio se investigaron once ejercicios realizados en una posición mentirosa y la posición de los últimos cuatro. Estos ejercicios se describen en Tabla 1. Solo se dieron unas pocas instrucciones generales a los pacientes porque queríamos medir las situaciones cotidianas en las que los pacientes realizarían los ejercicios, sin la supervisión de un fisioterapeuta. Las mediciones se obtuvieron durante un período de tiempo de aproximadamente 5 años. El número de repeticiones varió mucho para los diversos ejercicios. No todos los pacientes acordaron realizar todos los ejercicios. En algunos casos, un paciente no pudo realizar un cierto ejercicio debido a la falta de fuerza.
Evaluación
Las fuerzas se midieron durante cada ejercicio. El valor máximo durante un ejercicio se comparó con el valor medio en la posición de reposo. Por lo tanto, aquí se informa el aumento en la fuerza máxima resultante sobre el implante debido al ejercicio. Se determinaron los valores medios y los rangos de los aumentos de fuerza resultantes. La fuerza resultante es la suma geométrica de los tres componentes de fuerza. Para un «paciente promedio», se administran las medianas y los rangos de las medianas para pacientes individuales.
Caminar es la actividad más importante en la vida diaria que causa cargas espinales más altas que mentir, sentarse o estar de pie. Las cargas menos que las durante caminar se consideran seguras. Por lo tanto, las fuerzas resultantes individuales para los ejercicios fisioterapéuticos se comparan con las que durante el nivel caminar en el mismo paciente (22).
Resultados
Ejercicios en posición mentirosa
En la posición mentirosa, la fuerza resultante sobre el VBR generalmente era pequeña (menos de 50 N). Debido a la mayor tensión muscular, por ejemplo, cuando se espera un ejercicio arduo o cuando está en una posición incómoda, la fuerza podría aumentar a 100 N.
Posición supina.
Levantar una pierna recta en posición supina (ejercicio 1 en Tabla 1) condujo a un aumento de la fuerza promedio de solo 10 n (Figura 1). Sin embargo, en un paciente (WP5), el aumento fue de casi 100 N. levantar las dos piernas rectas (Ejercicio 2) causó un aumento de fuerza de casi 220 N. El levantamiento de la pelvis (Ejercicio 3) condujo a un aumento de fuerza promedio de aproximadamente 250 N. particularmente con este ejercicio, hubo una gran variación intraindividual, dependiendo fuertemente de la altura de la elevación de la pelvis.
Aumentos en la fuerza máxima para tres ejercicios. Datos de 5 pacientes (WP1 – WP5). Se muestran los valores medios y rangos de los pacientes individuales y sus promedios. n = número de ensayos evaluados. El aumento de la fuerza se relaciona con la posición de descanso relajada.
Posición propensa.
Levantando un brazo recto (Ejercicio 4) estirado cranealmente aumentó la fuerza sobre el VBR en un promedio de aproximadamente 185 N (Figura 2). Además, con este ejercicio, hubo grandes variaciones inter e intraindividuales en la fuerza. Sorprendentemente, levantar un brazo y la pierna contralateral (Ejercicio 5) condujeron principalmente a un aumento de fuerza más pequeño (100 N) que solo levantar un brazo.
Aumentos en la fuerza máxima para dos ejercicios. Datos de 3 pacientes (WP1, WP2 y WP4). Ver también Figura 1.
Posición lateral.
La abducción de una pierna recta en la posición lateral (ejercicio 6) causó un aumento de la fuerza media de solo 22 n (Figura 3). Además, con este ejercicio, hubo una gran variación intra e interindividual.
Aumentos en la fuerza máxima para la abducción de una pierna recta. Datos de 5 pacientes (WP1 – WP5). Ver también Figura 1.
Ejercicios en la posición de cuatro cuatro
En la posición relajada de todos los últimos días, la fuerza resultante promedio en el VBR para los pacientes WP1, WP2, WP4 y WP5 fueron 81 N, 169 N, 74 N y 121 N, respectivamente.
Extender un brazo o pierna.
Extrangular una pierna en la posición de cuatro cuatro (Ejercicio 7) generalmente resultó en un aumento de la fuerza de menos de 100 N, mientras que superar un brazo craneialmente (Ejercicio 8) aumentó la fuerza en el VBR en aproximadamente el doble de ese valor (Figura 4). Extrangular un brazo y la pierna contralateral (Ejercicio 9) causó un aumento de la fuerza media de 220 N, pero en un paciente, el aumento de fuerza máxima fue 555 N.
