Análisis cinético y cinemático del gesto «levantarse de una silla» en pacientes con lumbalgias
Kinetic and kinematic analysis of the «getting up from a chair» movement in patients with low back pain
M.F. Peydro a, 
, J. López a, A. Cortés a, M.J. Vivas a, J.D. Garrido a, L. Tortosa a
, J. López a, A. Cortés a, M.J. Vivas a, J.D. Garrido a, L. Tortosa aPalabras Clave
Rehabilitación. Valoración de la discapacidad. Recuperación de la función. Biomecánica. Lumbalgia.Keywords
Rehabilitation. Disability evaluation. Recovery of function. Biomechanics. Low back pain.Resumen
IntroducciónLa valoración de los pacientes con lumbalgia puede verse influida por factores psicosociales y laborales. Para mejorar el diagnóstico de estos pacientes es necesario disponer de parámetros clínicos objetivos. La finalidad de este trabajo es la valoración funcional instrumentada, mediante fotogrametría y plataformas de fuerza, de los sujetos con lumbalgia y la obtención de los patrones de movimiento correspondientes a los sujetos normales y con afección lumbar.
Material y métodos
Se analiza el gesto de levantarse de una silla en 51 sujetos sanos y en 90 pacientes con dolor lumbar crónico. Se efectúa un análisis de la varianza de los parámetros obtenidos con un intervalo de confianza para la media del 95% y con un nivel de significación de p<0,05.
Resultados
La fuerza vertical máxima normalizada desarrollada por los sujetos normales (100,01%) fue superior a la de los sujetos con lumbalgia (92,43%). El tiempo utilizado por los pacientes con dolor lumbar crónico (3,18 s) fue superior al de los sujetos sanos (2,27 s). Esta prolongación del tiempo se localiza, sobre todo, en la fase de descarga. Las diferencias encontradas, en estos parámetros, entre los dos grupos analizados son estadísticamente significativas (p<0,0001), permitiendo discriminar, de una manera objetiva, entre sujetos normales y con afección lumbar.
Conclusiones
La utilización de sistemas de valoración instrumental permite diferenciar objetivamente a los sujetos con afección lumbar de los sujetos sanos, siendo pues útiles como prueba médica complementaria.
Abstract
IntroductionEvaluation of patients with low back pain may be influenced by psychosocial and work-related issues. Objective clinical parameters are needed in order to improve the diagnosis of these patients. The aim of this work is to develop an instrumental functional assessment, using photogrammetry and force platforms, for subjects with lower back pain, and to obtain movement models both for normal subjects and for those with lumbar conditions.
Material and methods
The «sit-to-stand» movement was analyzed in 51 healthy subjects and in 90 patients with chronic lower back pain. An analysis of the variance between the parameters obtained from the group of normal subjects and those suffering lower back pain, with a 95% confidence interval and a significance level ofP<.05 was performed.
Results
The maximum normalized vertical force shown by the normal subjects (100.01%) was greater than that of those with lower back pain (92.43%). The time taken to perform the action by patients with chronic lower back pain (3.18 s) was greater than that by the healthy ones (2.27 s). This lengthening of time span is mainly found in the load-releasing phase. The differences found within these parameters, between the groups analyzed are statistically significant (P<.0001), thus making it possible for us to differentiate objectively between those who are healthy and those with lower back pain.
ConclusionsInstrumental functional assessment allows us to differentiate objectively between the subjects suffering lower back pain and those who are healthy. Therefore, they are useful as a complementary medical test.
Artículo
IntroducciónLa lumbalgia o dolor lumbar es un síndrome definido por la presencia de dolor en la columna vertebral lumbar o musculatura paravertebral lumbar y que puede verse acompañado de dolor irradiado o referido. La discapacidad por dolor lumbar crónico se define como una condición en la que el paciente ha sido continuamente incapaz de trabajar, debido al dolor lumbar, durante al menos 7 semanas de evolución1. La lumbalgia es una de las dolencias con mayor incidencia social y también con gran repercusión económica. En el ámbito laboral la media de días de baja por incapacidad temporal en España en 2000-2004 fue de 19 días, con un coste anual medio de más de 196 millones de euros2.En la valoración del paciente, aunque los hallazgos físicos son extremadamente importantes, muchos estudios sobre la lumbalgia apoyan la existencia de componentes no físicos como, por ejemplo, los psicosociales y laborales3, 4. Por ello, en ocasiones, al médico se le hace muy difícil la valoración del paciente, la prescripción del tipo de tratamiento y su duración.
En el momento actual no existe ningún método generalmente aceptado, capaz de medir y relacionar lo más objetivamente posible la lesión o daño y la consecuente discapacidad que causa en las personas. Existen técnicas que cuantifican el daño estructural como son los estudios electrodiagnósticos, la termografía o las técnicas de imagen (radiografía, TC, RM, mielografía o gammagrafía ósea).
Otros métodos valoran las funciones fisiológicas de los sistemas corporales, como los goniómetros, dinamómetros, valoración isocinética o electromiográfica, aportando información sobre la deficiencia del paciente, pero no sobre la limitación en su actividad.
En ocasiones, no siempre hay una buena correlación entre los resultados de estas pruebas y el estado funcional del paciente5. Por ello, se utilizan también los métodos llamados de evaluación funcional, que describen las aptitudes y limitaciones de un individuo para realizar una variedad de habilidades incluidas en el desempeño de las tareas necesarias para la vida cotidiana, las actividades recreativas, la actuación ocupacional, las interacciones sociales y otras conductas necesarias6. La EMG dinámica y el análisis biomecánico del movimiento permiten realizar este tipo de análisis añadiendo, además, la ventaja de ser métodos de medida objetivos y cuantificables7.
En este tipo de análisis, es muy importante seleccionar el gesto adecuado. En la bibliografía consultada, el más común consiste en analizar el acto de levantarse de una silla8, 9, 10. Este gesto produce un aumento de los momentos de fuerza en las articulaciones de las extremidades inferiores y en el raquis lumbar11, 12. Su estudio aporta una valiosa información sobre el estado funcional de la persona con respecto a su afección de raquis. Dado que este gesto está alterado frecuentemente en las personas afectadas de dolor lumbar13, 14, parece oportuno adoptarlo como patrón de análisis.
Los objetivos del presente trabajo son:
- 1. La obtención de patrones de movimiento en los sujetos normales y con lumbalgia aplicables en futuras investigaciones y en la evaluación funcional de pacientes con lumbalgia crónica.
- 2. La descripción del protocolo de medida utilizado en la valoración funcional instrumentada de los pacientes con lumbalgia crónica, utilizando para ello técnicas de análisis biomecánico del movimiento.
Material y métodosCaracterísticas y tamaño de la muestra
Se realizó la valoración funcional instrumentada de un grupo de sujetos con afección lumbar (grupo «patológicos») y de un grupo de control sin dolor lumbar (grupo «normales»).
El primer grupo estaba integrado por pacientes con lumbalgia de diversa etiología (hernia discal, esfuerzos repetitivos, sobrecarga mecánica, lumbartrosis, etc.), que fueron diagnosticados por un único facultativo.
Antes de realizar su valoración, y tras obtener su consentimiento informado, se procedió a una valoración clínica consistente en la localización de los puntos dolorosos y contracturas en la musculatura paravertebral, visualización de las asimetrías del raquis, análisis de marcha en puntillas y talones y una exploración neurológica sensitiva, motora y de los reflejos osteotendinosos, para confirmar la existencia de un cuadro doloroso lumbar.
De forma complementaria, se les realizó una valoración funcional subjetiva cumplimentando el test de Owestry de valoración de la discapacidad lumbar15. Para poder ser incluidos en este grupo de sujetos con procesos patológicos, las puntuaciones debían ser mayores de 20 (lumbalgia moderada) y menores de 80 puntos (exageración) en el momento de realizar la prueba.
No se incluyó a los sujetos que presentaban un cuadro de lumbalgia aguda o dolor intenso.
El segundo grupo (grupo «normales») estaba integrado por sujetos sin sintomatología lumbar ni antecedentes previos de afección lumbar o alteraciones en las extremidades inferiores que pudieran interferir con los resultados de la valoración.
Este grupo estaba formado por el mismo número de hombres y mujeres, estratificados por edad para poder compararlos con el primer grupo.
Cadena de medida
Para el registro de los movimientos anteriores se utilizó el Sistema de Valoración de Lumbalgias (NedLumbar/IBV®) que integra dos sistemas de medida de forma sincronizada: un equipo de dos plataformas dinamométricas colocadas en paralelo y un sistema de fotogrametría 3D.
Las plataformas dinamométricas permiten el registro de las fuerzas de reacción ejercidas por un individuo sobre el suelo durante la realización del movimiento analizado y así obtener sus parámetros cinéticos.
El sistema de fotogrametría, filma, con tres cámaras, dicho movimiento permitiendo un exhaustivo análisis cinemático de este. Para ello, es necesario definir unos segmentos corporales articulados entre sí e instrumentar al sujeto mediante la colocación de unos marcadores reflectantes en dichos segmentos. El modelo biomecánico utilizado para el análisis mediante fotogrametría se describe en laFigura 1. Los marcadores reflectantes fueron colocados en las espinosas de C7, Th12, L3, L5, S1, en la cresta ilíaca izquierda, en el fémur izquierdo (extremo proximal y distal) y en el tercio superior del peroné izquierdo (Figura 2).
Figura 1. Modelo biomecánico de raquis utilizado.
Figura 2. Sujeto situado sobre las plataformas dinamométricas, en posición de sedestación (izquierda) y en bipedestación (derecha). Podemos apreciar los marcadores situados en el raquis cervical y el lumbar, así como en la extremidad inferior izquierda.
Procedimiento experimental
Una vez instrumentado el sujeto y colocado en bipedestación sobre las plataformas dinamométricas, se le proporcionaban las instrucciones estandarizadas para la realización del gesto solicitado: «Usted debe sentarse sin mirar atrás y con los brazos cruzados en el pecho. Cuando le demos una nueva orden, se levantará de la silla, sin ayuda de los brazos, quedándose de nuevo de pie y quieto. Una vez iniciadas las medidas, no deberá mover los pies de donde los tenga situados en la plataforma. Este movimiento lo realizará de la forma y a la velocidad que considere normal y más confortable en estos momentos para usted».
Cada sujeto realizaba cinco veces este gesto para estudiar su repetibilidad.
La silla, sin reposabrazos, estaba regulada en altura de manera que, estando el sujeto sentado y apoyando los pies en el suelo, sus rodillas permanecieran flexionadas a 90°16. De este movimiento, se analizó el gesto de levantarse de la silla (desde la posición de sedestación hasta la bipedestación estabilizada) por ser la parte del gesto con mayor componente de sobrecarga lumbar.
El software del sistema NedLumbar/IBV® proporciona automáticamente una gran cantidad de parámetros cinéticos y cinemáticos. De ellos, se seleccionaron los de mayor relevancia clínica. En laTabla 1 se describen los parámetros analizados.
Tabla 1. Definición de los parámetros analizados
| Parámetros | Significado |
| Fuerza vertical máxima | Fuerza vertical total máxima, ponderada por el peso y el sexo, realizada sobre las plataformas dinamométricas al permanecer el sujeto en bipedestación sobre ellas |
| Tiempo total | Tiempo total en segundos necesario para realizar el gesto de levantarse desde la postura de sedestación hasta la bipedestación estable. Comprende tres fases: inclinación, descarga y levantamiento |
| Fase inclinación | Desde la postura de sedestación, se inicia con el desplazamiento del centro de gravedad hacia adelante para transferir la fuerza de apoyo de la silla a los pies del sujeto. Finaliza cuando los pies soportan el 10% de la fuerza vertical máxima |
| Fase descarga | Desplazamiento de la carga del peso corporal desde la silla a las extremidades inferiores. Finaliza cuando todo el peso del sujeto es soportado por los pies (100% de la fuerza vertical máxima) |
| Fase levantamiento | Movimiento de extensión de rodillas y tronco que produce el desplazamiento del centro de gravedad hacia arriba y atrás. Finaliza cuando el sujeto alcanza una bipedestación estable con la rodillas en extensión completa |
| Velocidad angular máxima de tronco | Velocidad máxima del tronco en la fase de levantamiento y en la fase de flexión |
| Aceleración angular máxima de tronco | Aceleración angular máxima del tronco en la fase de levantamiento y en la fase de flexión |
| Asimetría de fuerzas | Diferencia de fuerzas totales máximas entre las dos extremidades |
| Movilidad lumbar | Rango del ángulo lumbar, medido instrumentalmente en el movimiento completo |
| Repetibilidad | Compara las diferentes repeticiones del gesto, indicando qué medida se ha ejecutado de forma reproducible durante la valoración |
Análisis estadístico
El análisis realizado a los datos llevaba por objetivo establecer diferencias estadísticamente significativas entre los dos grupos («nomales» y «patológicos») para cada una de las variables estudiadas. Para ello se realizó un estudio de medias mediante un test one-way de ANOVA considerando estas variables como dependientes y el factor grupo como variable independiente, con un intervalo de confianza para la media del 95%, con un nivel de significación de p<0,05.
ResultadosLa muestra total analizada estaba constituida por 141 sujetos, 90 del grupo «patológicos» y 51 del grupo «normales». Las características antropométricas de la muestra se presentan en la Tabla 2. Como puede apreciarse, ambos grupos son comparables ya que no hay diferencias significativas entre ellos.
Tabla 2. Características antropométricas de la muestra (media±desviación estándar de edad, peso y estatura)
| Edad (años) | Peso (kg) | Estatura (cm) | |||||||
| Hombres | Mujeres | Total | Hombres | Mujeres | Total | Hombres | Mujeres | Total | |
| Normales (n=51) | 41,91±14,6 | 43,61±14,33 | 42,84±14,33 | 80,63±12,19 | 66,31±11,31 | 72,77±16,66 | 175±0,06 | 162±0,06 | 168±0,09 |
| Patológicos (n=90) | 46,84±10,42 | 43,49±11,22 | 45,78±10,75 | 82,18±13,07 | 70,2±10,58 | 78,37±13,51 | 173±0,08 | 166±0,06 | 171±0,08 |
Tabla 3. Media±desviación típica de los parámetros analizados
| Normales | Patológicos | |
| Fuerza vertical máxima (%) | 100,01±5,25 | 92,43±5,63 |
| Tiempo total (s) | 2,27±0,29 | 3,18±0,75 |
| Fase inclinación (s) | 31,72±3,71 | 25,3±4,78 |
| Fase descarga (s) | 5,44±1,37 | 9,19±4,21 |
| Fase levantamiento (s) | 62,8±3,45 | 65,8±4,06 |
| Velocidad angular máxima de tronco (°/s) | 138,23±23,42 | 95,31±25,13 |
| Aceleración angular máxima de tronco (°/s2) | 460,16±101,49 | 280,19±113,08 |
| Asimetría de fuerzas (%) | 6,8±4,38 | 6,6±5,66 |
| Movilidad lumbar (°) | 32,07±6,77 | 26,21±8,76 |
| Repetibilidad (%) | 0,08±0,02 | 0,2±0,09 |
No hemos encontrado diferencias significativas en el reparto de fuerzas entre las dos extremidades en los dos grupos analizados.
El gesto analizado ha sido menos repetible en los sujetos con enfermedad que en los del grupo control.
Las diferencias encontradas entre los dos grupos estudiados son estadísticamente significativas, salvo en la simetría de fuerzas, como se aprecia en la Tabla 4.
Tabla 4. Diferencias entre los grupos «normales» y «patológicos». Resultado del análisis de la varianza (ANOVA)
| Suma de cuadradros | Gl | Media cuadrática | F | p | |
| Fuerza vertical máxima | 1.897,43 | 1 | 1.897,43 | 43,74 | < 0,0001 |
| Tiempo total | 26,81 | 1 | 26,81 | 67,73 | < 0,0001 |
| Fase inclinación | 1.341,26 | 1 | 1.341,26 | 68,45 | < 0,0001 |
| Fase descarga | 459,63 | 1 | 459,63 | 38,14 | < 0,0001 |
| Fase levantamiento | 230,56 | 1 | 230,56 | 15,53 | 0,0001 |
| Velocidad angular máxima de tronco | 59.988,04 | 1 | 59.988,04 | 99,67 | < 0,0001 |
| Aceleración angular máxima de tronco | 1054.311,8 | 1 | 1054.311,8 | 88,65 | < 0,0001 |
| Asimetría de fuerzas | 1,39 | 1 | 1,39 | 0,05 | 0,82 |
| Movilidad lumbar | 1.117,45 | 1 | 1.117,45 | 17,02 | < 0,0001 |
| Repetibilidad | 0,47 | 1 | 0,47 | 89,28 | < 0,0001 |
F: F de Snedecor; Gl: grados de libertad.
Asi pues, a modo de resumen, los sujetos con lumbalgia efectúan el gesto solicitado más lentamente, menos enérgicamente y con una menor amplitud de movimiento.DiscusiónEl procedimiento experimental descrito en el correspondiente apartado de «Material y métodos» fue diseñado para poder comparar los parámetros obtenidos con los existentes en la bibliografía consultada. En este sentido, utilizar una silla sin reposabrazos para incrementar la sobrecarga de la región lumbar, que el sujeto en sedestación permaneciera con la cadera y la rodilla a 90° de flexión o que finalmente sólo se analizara el gesto de levantarse desde la postura de sedestación hasta la bipedestación estable responde a la voluntad de estandarizar el gesto analizado con los descritos en otros trabajos17, 18.
En nuestro estudio la media del tiempo total que utiliza la muestra de «normales» es de 2,27 s. Esta medida es comparable con las de otros trabajos existentes19, 20, 21. Si contrastamos la media del tiempo del grupo control con la obtenida del grupo «patológico» (3,18 s), evidenciamos un claro aumento del tiempo total empleado por el grupo «patológico». Justificamos el resultado obtenido en la muestra con dolor lumbar como compatible con un cuadro doloroso del raquis lumbar que producía una ejecución de dicho movimiento de forma lenta e imprecisa, como manifestación del temor por parte de la persona que lo realiza a reproducir o empeorar el dolor ya existente. Coincidimos en este resultado con la mayoría de los trabajos que utilizaban muestras de sujetos patológicos22, 23. Sólo Coghlin y McFayden concluyen que los sujetos con dolor lumbar realizan un movimiento más rápido que los normales24.
En la fase de inclinación, a medida que el sujeto se flexiona o inclina hacia delante en el inicio del movimiento de levantarse del asiento, el centro de gravedad se adelanta creando un aumento del momento flexor. Nachemson ya determinó un aumento de la presión intradiscal a medida que aumentaba la inclinación de tronco en la postura de sedestación25. Este momento debe ser contrarrestado con la musculatura extensora de la espalda aumentando las fuerzas de compresión en el raquis lumbar produciendo dolor y mayor dificultad en la realización del movimiento. Por ello, esta fase está acortada en los sujetos con dolor lumbar para soportar mejor la carga en el raquis.
En la fase de descarga, se pasa de cargar peso corporal sobre la silla a hacerlo sobre las extremidades inferiores, lo que, en un breve instante, aumenta la carga en el raquis. En esta fase se encuentran las mayores diferencias entre el grupo de «normales» y «patológicos», ya que es uno de los parámetros más discriminantes entre ambos grupos.
La fase de levantamiento, que abarca desde que el sujeto se apoya totalmente en ambos pies hasta que se alcanza la bipedestación estable, se ve poco modificada en los sujetos con lumbalgia. Atendiendo a las características físicas y biomecánicas de esta, no encontramos ningún factor intrínseco de ella que empeore el dolor lumbar por el movimiento que realiza. En nuestro trabajo, no hemos encontrado diferencias significativas en el apoyo de ambas extremidades. Pensamos que una lumbalgia con irradiación dolorosa unilateral puede manifestarse por una asimetría en el apoyo. Sin embargo, en nuestra muestra los pacientes no presentaban esta manifestación clínica, por lo que es un factor que no hemos podido estudiar.
La fuerza vertical máxima cuantifica el impulso realizado en el movimiento para conseguir levantarse de la silla. Tal como han descrito algunos autores26, los sujetos normales realizan un movimiento rápido y enérgico que les ayuda a levantarse de la silla. Por el contrario, en estudios realizados con sujetos patológicos, se encuentra una disminución de la fuerza vertical máxima27, correspondiéndose con un movimiento lento y controlado para evitar el cuadro doloroso.
La disminución del rango lumbar del grupo «patológico» indica que las personas que presentan un trastorno doloroso sobre la columna lumbar desarrollan una menor movilidad en dicha zona y un déficit en la adaptación del movimiento de la región lumbar al resto del cuerpo. Unos de los aspectos más importantes de la movilidad de la columna vertebral son la simetría y el ritmo. Un factor que observar cuando el paciente se inclina o flexiona hacia delante es la manera cómo disminuye la lordosis lumbar. Este fenómeno es conocido como ritmo lumbosacro28 y cuando es anómalo, manteniendo la lordosis lumbar, indica un menor rango de movilidad lumbar, como sucede en la muestra patológica.
Las menores velocidad y aceleración del tronco en el grupo «patológico» son la expresión de la lentitud con que se realiza el gesto para intentar disminuir la sensación dolorosa.
Por último, la menor repetibilidad del gesto solicitado en los pacientes con lumbalgia puede ser debida a la continua búsqueda de nuevas estrategias para reducir el dolor desencadenado por el movimiento.
Conclusiones
En cuanto a los resultados obtenidos del análisis del movimiento de levantarse de la silla concluimos:
- • El aumento del tiempo total que se emplea en la realización de un gesto es un valor importante para diferenciar un patrón de movimiento normal y uno patológico, encontrándose aumentado de forma significativa en este último grupo.
- • El estudio de un gesto por fases permite obtener información más exacta sobre el movimiento funcional de una persona comprendiendo mejor la biomecánica del movimiento alterado. En el caso que nos ocupa, es la fase de descarga la que significativamente se encuentra alterada en el grupo con dolor lumbar, relacionándose con el máximo componente de flexión y, por lo tanto, de sobrecarga con el raquis lumbar.
- • La fuerza vertical máxima permite caracterizar el patrón de movimiento, cualitativa y cuantitativamente, estableciendo diferencias significativas entre las diferentes muestras estudiadas.
- • A partir de los sistemas de medida utilizados y de los resultados del presente estudio, es posible realizar una valoración funcional, objetiva y cuantitativa, de la columna lumbar, de utilidad como prueba médica complementaria.
- • Los resultados de este trabajo deberían complementarse con el análisis de otros gestos y la evaluación de pacientes simuladores o con probabilidad de ganancia secundaria.
Conflicto de interesesLos autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Recibido 22 Noviembre 2010
Aceptado 21 Enero 2011
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