Asociaciones de fuerza y ​​variables espaciotemporales de la marcha con la carga de la rodilla durante la marcha después de la reconstrucción del ligamento cruzado anterior

La fuerza isocinética concéntrica máxima del músculo de la rodilla a 60°/s se registró con un dinamómetro Kin Com III (Isokinetic International). El participante estaba sentado en la silla y asegurado con correas en el tronco y la cintura. La extremidad que se estaba probando se aseguró con una correa para el muslo y la almohadilla de la pierna se unió proximal al maléolo. El eje de rotación del dinamómetro se alineó con el eje de la articulación de la rodilla (es decir, los epicóndilos femorales) y se registró el brazo de palanca del dinamómetro. El peso de las extremidades se controló mediante la corrección de la gravedad antes de realizar la prueba para cada extremidad. Se dieron instrucciones orales antes de la prueba para cruzar los brazos sobre el pecho y extender y flexionar la parte inferior de la pierna lo más fuerte y rápido posible en todo el rango de movimiento (es decir, 0° a 90° de flexión de la rodilla). A cada participante se le dieron 2 ensayos de práctica. Se registraron cuatro intentos exitosos (es decir, pasando por el rango completo de movimiento con los brazos cruzados sobre el pecho). Luego se promediaron los momentos extensores máximos de los 3 intentos más altos y se normalizaron a la masa corporal (Nm/kg) para análisis estadísticos posteriores.

Consideramos factible la evaluación clínica de la fuerza de los músculos de la rodilla y los valores de la marcha espacial o temporal (p. ej., longitud del paso, tiempo de apoyo) y, por lo tanto, examinamos estas variables como predictores de los momentos de la articulación de la rodilla. Los valores de la marcha espacial o temporal se evaluaron instruyendo al participante para que caminara a la misma velocidad seleccionada por él mismo en una pasarela de presión de 4,9 m (16 pies) (modelo GAITRite-RE16; CIR Systems Inc) 4 veces para proporcionar al menos 10 huellas o pasos para cada pierna. Específicamente, la cadencia, la longitud del paso, ángulo de progresión del pie (es decir, el ángulo entre la línea de progresión y la línea media de la huella), ancho de paso (es decir, la distancia desde el centro del talón del pie de referencia hasta la línea de progresión del pie opuesto) y el tiempo de apoyo (como porcentaje del ciclo de la marcha) fueron derivados por el software GAITRite. La longitud y el ancho del paso se normalizaron a la altura del cuerpo de cada participante.

La cinemática de la extremidad inferior y las fuerzas de reacción del suelo (GRF) durante la marcha sobre el suelo se registraron utilizando un sistema de análisis de movimiento de 8 cámaras (serie Vicon T; Oxford Metrics PLC) a 250 Hz y placas de fuerza a 1000 Hz (modelo OPT464508-2K -STT; Advanced Mechanical Technology, Inc), respectivamente. Se colocaron marcadores reflectantes en puntos de referencia anatómicos siguiendo el método informado por Tsai et al. Cada participante recibió instrucciones de caminar a una velocidad seleccionada por ellos mismos (1,37 ± 0,17 m/s). Tres pasos exitosos (pie completamente dentro de la plataforma de fuerza) fueron registrados bilateralmente para cada individuo.

Se usó Visual3D (versión 2021.06.2; C-Motion Inc) para procesar los datos de coordenadas sin procesar para calcular la cinemática y la cinética segmentaria para ambas extremidades. Los datos de trayectoria de los marcadores reflectantes se filtraron utilizando un filtro de paso bajo Butterworth de 12 Hz de cuarto orden y cero retraso. Los sistemas de coordenadas locales de la pelvis, el muslo, la pierna y el pie se derivaron de una prueba de calibración de pie. El centro de la articulación de la cadera se estimó utilizando el método del trocánter mayor, y se establecieron sistemas de coordenadas conjuntas basados ​​en las recomendaciones de la Sociedad Internacional de Biomecánica. La cinemática articular se calculó utilizando ángulos de Euler con el siguiente orden de rotaciones: flexión o extensión, abducción o aducción y rotación interna o externa.

Los momentos de unión netos tridimensionales se determinaron utilizando ecuaciones de dinámica inversa y reportados como momentos externos. Los momentos máximos de flexión y aducción de la rodilla durante la primera mitad de la fase de apoyo de la marcha se identificaron y normalizaron según el peso corporal y la altura (% BW · BH) para cada prueba de caminata. El comienzo y el final de la fase de apoyo se determinaron en base a un umbral de 20 N en la GRF vertical.

Se observó una disminución de la fuerza máxima del extensor de la rodilla, el momento máximo de flexión y aducción de la rodilla y el tiempo de apoyo para la pierna ACLR en comparación con la pierna no lesionada (tabla 1). El momento máximo de flexión de la rodilla para la pierna ACLR durante la marcha se correlacionó positivamente con la fuerza del extensor de la rodilla y la longitud del paso y se correlacionó negativamente con el ancho del paso de la pierna ACLR.Tabla 2). Por lo tanto, la fuerza de los extensores de la rodilla, la longitud del paso y el ancho del paso se incluyeron en el análisis de regresión por pasos posterior. Entre estas 3 variables que se asociaron significativamente con el momento máximo de flexión de la rodilla, la regresión paso a paso indicó que la fuerza del extensor de la rodilla y el ancho del paso fueron los predictores más dominantes.Figura 1), que en conjunto representan el 43% de la variación en el momento máximo de flexión de la rodilla (Tabla 3).

El momento máximo de aducción de la rodilla para la pierna ACLR durante la marcha se correlacionó positivamente con la velocidad de la marcha, la cadencia y la longitud del paso de la pierna ACLR.Tabla 2). El momento máximo de aducción de la rodilla también se correlacionó negativamente con el ancho del paso y el tiempo de la fase de apoyo (Tabla 2). Por lo tanto, la velocidad de la marcha, la cadencia, la longitud del paso, el ancho del paso y el tiempo de la fase de apoyo se incluyeron en el análisis de regresión por pasos posterior. Entre estas 5 variables que se asociaron significativamente con el momento máximo de aducción de la rodilla, la regresión paso a paso demostró que el tiempo de la fase de apoyo y el ancho del paso fueron los predictores más dominantes (Figura 2), que en conjunto representan el 61% de la variación en el momento máximo de aducción de la rodilla (Tabla 4).

Las diferencias entre las extremidades en los momentos máximos de flexión y aducción de la rodilla no se asociaron con la fuerza muscular de la rodilla ni con ninguna variable espaciotemporal de la marcha.Tabla 5).

En este estudio, nuestro objetivo fue determinar si las variables que son factibles de evaluar y modificar en un entorno clínico informaron la carga de la articulación de la rodilla durante la marcha después de ACLR unilateral. Varias variables fueron significativamente…