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Protocolo para evaluar los efectos de un programa de ejercicio terapéutico del pie sobre la incidencia de lesiones, la funcionalidad del pie y la biomecánica en corredores de larga distancia: ensayo controlado aleatorio

Matias, Alessandra B., et al. “Protocol for evaluating the effects of a therapeutic foot exercise program on injury incidence, foot functionality and biomechanics in long-distance runners: a randomized controlled trial.” BMC musculoskeletal disorders17.1 (2016): 1-11.

https://doi.org/10.1186/s12891-016-1016-9

El rendimiento general, particularmente en una actividad deportiva muy popular como correr, generalmente se ve influenciado por el estado del sistema musculoesquelético y el nivel de entrenamiento y acondicionamiento de las estructuras biológicas. Cualquier cambio en la biomecánica del sistema musculoesquelético, especialmente en pies y tobillos, influirá fuertemente en la biomecánica de los corredores, predisponiéndolos posiblemente a lesiones. Un conocimiento profundo de los efectos de un enfoque terapéutico centrado en la biomecánica de los pies, en la fuerza y ​​funcionalidad de los músculos de las extremidades inferiores contribuirá a la adopción de estrategias terapéuticas y preventivas más eficaces para los corredores.

El rendimiento humano, particularmente en una de las actividades deportivas más populares como correr, está típicamente influenciado por el estado del sistema musculoesquelético, ya sea por el nivel de entrenamiento y acondicionamiento de las estructuras biológicas, o por el proceso de envejecimiento. Aunque es popular en todo el mundo debido a su bajo costo, versatilidad, conveniencia [ 1 ] y beneficios para la salud de personas de todas las edades [ 2 ], correr se asocia con una alta prevalencia de lesiones en las extremidades inferiores (entre 19,4 y 79,3%) [ 3 ]. La aparición de lesiones limita los beneficios previstos al inducir cambios en los hábitos de práctica [ 4 ] o el cese temporal o incluso permanente de la carrera. Además, las lesiones conllevan un aumento de los costos debido al tratamiento médico y / o la ausencia laboral [5 ].

La comprensión de los factores de riesgo asociados con estas lesiones, en particular los factores intrínsecos, puede proporcionar importantes beneficios para los corredores. Entre estos factores intrínsecos, destacan los factores biomecánicos y la funcionalidad muscular de las extremidades inferiores, especialmente los pies. Una revisión sistemática de van der Worp et al. [ 5 ] incluyó 11 estudios longitudinales de alta calidad y concluyó que las alteraciones en los patrones de distribución de fuerza biomecánica, la cantidad de entrenamiento, el historial de lesiones previas, el aumento del índice de caída del escafoides y la desalineación del tobillo, la rodilla y la cadera se encuentran entre los principales factores de riesgo intrínsecos de las lesiones relacionadas con la carrera. Además, factores extrínsecos como la superficie de entrenamiento y el tipo de calzado también son factores de riesgo relevantes [5 ]. Es de destacar que de estos siete factores de riesgo diversos, dos están relacionados con el complejo pie-tobillo, lo que demuestra la importancia de mantener la salud y funcionalidad de sus estructuras musculoesqueléticas para prevenir lesiones. También se cree que cualquier alteración biomecánica en el sistema musculoesquelético, en particular el complejo pie-tobillo, influye ampliamente en la funcionalidad del corredor, predisponiéndolo en menor o mayor medida a lesiones, además de la posibilidad de comprometer su capacidad. calidad de vida [ 2 , 6 ].

El pie tiene una estructura compleja que puede realizar una amplia variedad de funciones en diferentes tareas posturales y dinámicas [ 7 , 8 ]. Esta versatilidad solo se puede lograr a través de su arquitectura única en forma de arco y su poderosa actividad muscular intrínseca y extrínseca, que es responsable del mantenimiento y control de los arcos del pie, las correcciones posturales durante las alteraciones y la generación de torque durante el desplazamiento corporal [ 9 , 10 ]. . Incluso con esta estructura única y especializada, en este complejo se produce una alta prevalencia de lesiones asociadas con las prácticas de carrera. Entre las hipótesis más comunes utilizadas para explicar esta alta prevalencia se encuentran factores como la pronación excesiva del tobillo / pie en la fase de apoyo de la carrera [11 ], el descenso del arco longitudinal medial debido a la caída del escafoides [ 12 , 13 ], la alteración de la rigidez de los arcos plantares [ 14 ] y el aumento del impacto y la aceleración de la tibia durante la carrera [ 15 ].

La evidencia sugiere la importancia de la musculatura intrínseca del pie, mostrando que la fatiga puede causar un aumento significativo de la pronación, que es evaluada por la caída del escafoides [ 12 ]. Además, la debilidad puede ser un factor de riesgo de caídas en la población anciana [ 16 ]. Por tanto, es comprensible que el entrenamiento específico de los músculos del pie [ 13 , 17 ] y del tobillo [ 18 – 20 ] sea una herramienta importante que mejore las funciones y funcionalidades de las extremidades inferiores, como se ha demostrado en estudios recientes [ 13 , 19 – 21 ].

En uno de esos estudios, la práctica sin supervisión de un solo ejercicio para los pies (ejercicio de pie corto) cuatro veces por semana promovió una disminución en la caída del escafoides, un aumento en el índice del arco longitudinal medial y un aumento en la calidad de la funcionalidad. de los músculos intrínsecos del pie en individuos asintomáticos [ 13 ]. Estos resultados se mantuvieron 1 mes después de finalizada la formación. Aunque los resultados de Mulligan y Cook [ 13] son ​​prometedores, solo midieron la función del pie en condiciones estáticas y la práctica sin supervisión de un ejercicio aislado durante 4 semanas puede no haber sido suficiente para causar una transferencia de las ganancias estáticas para una tarea más dinámica donde el pie se utilizaría con más fuerza , de acuerdo con la prueba de equilibrio de excursión en estrella. Por el contrario, un estudio comparó dos grupos: un grupo realizó un período de 4 semanas de ejercicios de pies cortos, que incluían 100 repeticiones de cinco segundos cada uno, y el segundo grupo realizó un período de 4 semanas de ejercicios de curl con toalla con la misma cantidad de ejercicio [ 20 ]. Este estudio controlado mostró que ambos grupos exhibieron un menor desplazamiento del centro de presión durante la prueba de excursión estelar modificada. Por lo tanto, un aumento de carga en los mismos ejercicios utilizados por Mulligan y Cook [13 ] resultó en efectos positivos para el control postural.

El mismo ejercicio de pie corto fue practicado por personas con pie plano en un ensayo controlado aleatorio para investigar su efecto sobre el uso de ortesis de pie [ 17]. El protocolo consistió en tres a cinco series de ejercicios con cinco repeticiones cada uno, dos veces al día, durante 8 semanas. En ambos grupos de estudio, la fuerza isométrica y el área de sección transversal del músculo abductor del dedo gordo aumentaron después de las intervenciones, con un aumento significativo en el grupo que utilizó ortesis durante los ejercicios. Estos resultados demostraron que incluso en condiciones estructuralmente desfavorables, el ejercicio de los músculos del pie conduce a importantes ganancias de fuerza. Es de destacar que incluso con una intervención bien planificada, la falta de un grupo de control y la evaluación de la fuerza muscular por sí sola limitan las conclusiones del estudio. Además, el estudio no tuvo en cuenta los posibles cambios clínicos y funcionales de los arcos plantares, como lo realizaron Goldmann et al. [ 19]. Este grupo de investigadores investigó los efectos del fortalecimiento de los flexores del dedo gordo en la cinética y cinemática del pie y el tobillo durante la marcha, la carrera y el salto vertical entre deportistas universitarios. El entrenamiento del grupo experimental consistió en contracciones isométricas de los flexores del dedo gordo al 90% de la contracción voluntaria máxima utilizando un dinamómetro cuatro veces por semana durante 7 semanas. Los autores observaron un aumento significativo en el rendimiento del salto vertical y el impulso extensor y flexor de la articulación metatarso-falángica y una ganancia del 60 al 70% en la fuerza de los flexores del dedo gordo. Este estudio muestra que los músculos flexores del pie responden de manera rápida e intensa al entrenamiento; incluso para un entrenamiento simple, el fortalecimiento de los músculos en cuestión resulta en alteraciones cinemáticas y cinéticas globales.

La comprensión de los efectos de un enfoque terapéutico centrado en la biomecánica del pie al caminar y correr, en la fuerza y ​​funcionalidad de los músculos de las extremidades inferiores contribuirá a la adopción de estrategias terapéuticas y preventivas más efectivas para los corredores. Sin embargo, no existe evidencia que apoye la eficacia de los ejercicios terapéuticos ya utilizados y recomendados para la salud de los pies [ 7 , 17 , 19 , 20 , 22] con respecto a la prevención de lesiones recurrentes en corredores de fondo. Sin embargo, un protocolo de investigación tiene como objetivo evaluar los efectos del fortalecimiento de los músculos del tobillo y la cadera y el entrenamiento del equilibrio funcional en la mecánica de carrera, el control postural y la incidencia de lesiones en corredores novatos con menos de 1 año de experiencia en la carrera pero sin centrarse en la intervención de intrínsecos y músculos extrínsecos de los pies [ 23 ].

Por lo tanto, un ensayo clínico controlado y aleatorizado determinaría si estas intervenciones son eficaces utilizando la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera como resultado principal y siguiendo tanto a los sujetos de intervención como a los de control durante un período de tiempo igual o superior a 1 año (el período durante el cual se informa la incidencia y prevalencia de estas lesiones) [ 4 , 16 , 24 – 27 ].

Es importante resaltar que los programas de rehabilitación rara vez incluyen los músculos intrínsecos de los pies en sus protocolos terapéuticos. La presente propuesta utiliza un nuevo paradigma en el que el enfoque del entrenamiento y las intervenciones preventivas en los corredores es un enfoque “desde abajo” en lugar del enfoque tradicional “de arriba hacia abajo”, que se centra en el fortalecimiento de la cadera. Este nuevo enfoque, defendido por Baltich et al. [ 23 ], buscará mejorar la función del complejo tobillo-pie, que está directamente asociado con la absorción y transmisión de las fuerzas corporales al suelo y viceversa durante la carrera.

Hipótesis

Nuestras hipótesis son que el protocolo de ejercicio terapéutico para el pie-tobillo practicado por corredores recreativos de larga distancia durante 1 año:

  • H 1. Reducir la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera en las extremidades inferiores,
  • H 2. Prolongación del tiempo para la aparición de la primera lesión relacionada con la carrera en las extremidades inferiores,
  • H 3. Aumentar la fuerza intrínseca de los músculos del pie,
  • H 4. Aumentar el área y el volumen de la sección transversal del músculo del pie,
  • H 5. Mejorar la salud del pie y el estado funcional,
  • H 6. Reducir la tensión dinámica en el arco longitudinal del pie al correr y caminar, y
  • H 7. Producir cambios biomecánicos beneficiosos durante la carrera que denotan una mejora en la eficiencia mecánica de absorber cargas e impulsar el cuerpo al caminar y correr. Dichos cambios incluirían un aumento en el rango de movimiento del tobillo en el plano sagital y aumentos en 1) el momento y la potencia del extensor del tobillo y 2) el momento y la potencia del extensor de la rodilla durante la segunda mitad de la fase de apoyo.

Por tanto, nuestro objetivo es investigar los efectos de un enfoque terapéutico “desde cero” centrado en el pie-tobillo durante 1 año en relación con 1) la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera en las extremidades inferiores de los corredores de larga distancia, 2 ) momento de ocurrencia de la primera lesión, 3) salud y funcionalidad del pie, 4) fuerza de los músculos intrínsecos del pie; 5) trofismo de los músculos del pie, 6) tensión dinámica del arco del pie y 7) biomecánica de las extremidades inferiores al caminar y correr.

Métodos / Diseño

Descripción general del diseño de la investigación

Se diseñó un ensayo aleatorio, prospectivo controlado y paralelo con evaluación ciega para estudiar los efectos de un enfoque terapéutico “desde cero” centrado en el pie-tobillo en relación con la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera en las extremidades inferiores de los corredores de larga distancia. Este ensayo tiene una proporción de asignación de 1: 1. Su marco es exploratorio para recopilar información preliminar sobre la intervención de la realización de un ensayo a gran escala. El ensayo sigue todas las recomendaciones establecidas por SPIRIT [ 28 ].

Los corredores recreativos de larga distancia son reclutados en las cercanías de la ciudad de São Paulo y remitidos a un fisioterapeuta, quien realiza la asignación grupal. Luego, los participantes son remitidos a otro fisioterapeuta, que realiza la evaluación ciega inicial. Todos los corredores asignados al grupo de intervención (GI) participan en un protocolo de ejercicios terapéuticos para el complejo pie-tobillo durante 8 semanas, con una sesión por semana supervisada por un fisioterapeuta y tres sesiones por semana supervisadas remotamente por software habilitado para la web [ 29]. Reciben acceso al software web el primer día y lo utilizan durante 8 semanas. Después del período de 8 semanas, los corredores de IG continuarán haciendo ejercicio durante 10 meses más, supervisados ​​solo por el software web tres veces por semana. Los corredores asignados al grupo de control (GC) no reciben ningún entrenamiento de intervención, pero reciben un programa de ejercicios de estiramiento con placebo.

Todos los corredores serán evaluados al inicio y 2 meses (final de la intervención). Luego se evalúan dos veces más con fines de seguimiento, a los 4 y 12 meses después de la línea de base. Las evaluaciones se referirán a la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera (resultado primario) y todos los demás resultados secundarios.

El diseño y el diagrama de flujo del protocolo se presentan en la Fig.  1 . Las evaluaciones se realizan en el Laboratorio de Biomecánica del Movimiento y Postura Humana (LaBiMPH) en el departamento de Terapia Física, Habla y Terapia Ocupacional de la Facultad de Medicina de la Universidad de São Paulo, São Paulo, Brasil.

Figura 1
Figura 1

Participantes y contratación

Este estudio actualmente está reclutando pacientes (fecha de inicio del estudio: abril de 2015)

Los criterios de elegibilidad para los corredores voluntarios son:

  • entre 18 y 55 años
  • al menos 1 año de experiencia corriendo
  • una distancia de entrenamiento semanal superior a 20 km y menos de 100 km como actividad física principal
  • dentro de los 2 meses anteriores a la evaluación inicial, ausencia de cualquier lesión musculoesquelética en las extremidades inferiores o dolor que pueda llevar a dejar de practicar la carrera
  • sin experiencia previa en el último año de entrenamiento de fuerza aislado de pie y tobillo
  • no recibir ninguna intervención de fisioterapia
  • sin antecedentes de uso de zapatos minimalistas para la práctica de correr
  • sin experiencia previa de correr descalzo

Los corredores no son seleccionados si tienen otras deficiencias neurológicas u ortopédicas (como malformaciones congénitas del pie, ictus, parálisis cerebral, poliomielitis, artritis reumatoide, prótesis u osteoartritis moderada o grave), complicaciones vasculares mayores (úlceras venosas o arteriales), diabetes mellitus, secuelas de fracturas mal curadas o cirugías previas de miembros inferiores.

Estos corredores pueden utilizar la técnica de carrera de contacto con el suelo con el pie delantero, medio o trasero, que se clasificará según el índice de huelga, según Cavanagh y Lafortune [ 30 ].

Ciento once (111) corredores serán reclutados por anuncios de radio, medios impresos y grupos de asociaciones de corredores en su sitio de práctica en la ciudad de São Paulo. Los sujetos potenciales serán entrevistados por teléfono y, cuando sean seleccionados, evaluados en el laboratorio para confirmar todos los criterios de elegibilidad. Esta primera evaluación de laboratorio representa la condición de línea de base (evaluación ciega).

Los corredores asignados al IG serán tratados durante su sesión supervisada localmente en el Departamento de Fisioterapia en un entorno ambulatorio que asiste a todos los tratamientos de fisioterapia del Departamento, proporcionando un entorno terapéutico confiable para la intervención.

Aleatorización, asignación y cegamiento

El programa de aleatorización fue preparado usando el software Clinstat [ 31 ] por un investigador independiente (Investigador 1) que no conocía el código numérico para los grupos CG e IG. Se mantendrá una secuencia de aleatorización de bloques numéricos en sobres opacos.

Tras el acuerdo de los corredores para participar y asignación en la investigación, la asignación a los grupos la realizará otro investigador independiente (Investigador 2), quien también desconocerá los códigos. Solo el fisioterapeuta (Investigador 3) responsable del entrenamiento supervisado localmente sabe quién está recibiendo la intervención. El Investigador 3 también será responsable del seguimiento remoto de la formación mediante software web [ 29 ] y teléfono. Un fisioterapeuta (Investigador 4), que también será ciego a la asignación del tratamiento, será responsable de todas las evaluaciones clínicas, funcionales y biomecánicas. Ambos fisioterapeutas (investigadores 3 y 4) serán ciegos al tamaño de bloque utilizado en el procedimiento de aleatorización.

Para garantizar la ceguera del investigador 4, antes de cada evaluación, se indicará a los corredores que no revelen si están en el CG o en el IG; sus preguntas deben hacerse únicamente al fisioterapeuta a cargo del software web [ 29 ] y la formación local (Investigador 3).

El estadístico del ensayo también estará cegado a la asignación del tratamiento hasta que se complete el análisis del tratamiento principal.

Brazos de tratamiento

Los corredores CG recibirán una rutina placebo de 5 minutos de ejercicios de calentamiento y estiramiento muscular que se realizarán inmediatamente antes de cada práctica de carrera durante su estudio de 8 semanas (Archivo adicional 1 : Tabla S3).

Los corredores IG recibirán un protocolo de ejercicios terapéuticos pie-tobillo para fortalecer y mejorar la funcionalidad bajo la supervisión de un fisioterapeuta (Investigador 4) una vez a la semana durante 8 semanas, y una serie de ejercicios pie-tobillo a realizar bajo supervisión remota a través de web. software [ 29 ] tres veces por semana durante todo el año del estudio (1 año). Tanto localmente (archivo adicional 1 : tabla S1) como las rutinas terapéuticas supervisadas de forma remota (archivo adicional 1 : tabla S2) tomarán de 20 a 30 min. En particular, la práctica supervisada a distancia se realizará preferentemente en casa; el software web incluye descripciones escritas, fotos y videos de cada ejercicio.

Cada semana, se pedirá a los corredores IG que evalúen el esfuerzo subjetivo del rendimiento de cada ejercicio utilizando una puntuación de 0 a 10, ya sea con el software web [ 29 ] o con el fisioterapeuta durante la práctica supervisada localmente. Si la puntuación de esfuerzo varía de 0 a 5 y el rendimiento del corredor de cada ejercicio es adecuado durante la sesión supervisada por el fisioterapeuta, los ejercicios aumentarán en dificultad de acuerdo con la tabla de progresión en el archivo adicional 1: Tabla S1 y Tabla S2. Si la puntuación de esfuerzo varía de 6 a 7, el ejercicio no aumentará en dificultad y no se realizará ninguna progresión en ese ejercicio. Así, el corredor permanece en la misma progresión de ejercicio hasta que puntúa de 0 a 5 en cada ejercicio en particular. Finalmente, si un corredor IG reporta una puntuación de 8 a 10, el ejercicio disminuirá en dificultad, si es posible, hasta que el sujeto sea capaz de realizarlo sin dolor ni molestias.

Evaluaciones

Un fisioterapeuta (Investigador 3) que no conoce la asignación de grupos realizará todas las evaluaciones. Cada evaluación consistirá en la realización de una historia clínica de datos personales, antropometría, detalles de la práctica de carrera (años de práctica, frecuencia y volumen semanal, zapato habitual y superficie de entrenamiento, número de carreras y si el corredor entrena con entrenador de carrera), ortopedia previa. cirugía, otra actividad física practicada con regularidad (previa a la práctica de carrera o simultáneamente con carrera) y antecedentes de lesiones sobre los factores de riesgo más importantes publicados anteriormente [ 3 , 32 , 33 ].

Se utilizará un cuestionario sobre el estado de salud del pie [ 34 ] para caracterizar la salud y la funcionalidad del pie. Utilizaremos una versión brasileña-portuguesa (FHSQ-BR) traducida y validada por Ferreira et al. [ 35 ]. Este instrumento se divide en tres secciones. La sección I evalúa la salud del pie en cuatro dominios: dolor del pie, función del pie, calzado y salud general del pie. La Sección II evalúa la salud general en cuatro dominios: salud general, actividad física, capacidad social y vigor. Las secciones I y II se componen de preguntas con opciones de respuesta presentadas en oraciones afirmativas y los números correspondientes. La sección III recopila datos demográficos generales de las personas [ 36]. No usaremos las puntuaciones de la Sección III. Cada dominio puntúa de 0 a 100 puntos, donde 100 es la mejor condición y 0 la peor.

Accederemos a las variaciones en la postura del pie de los corredores utilizando el Índice de Postura del Pie (FPI) [ 36 ]. El FPI es una medida de seis componentes que permite la evaluación de múltiples segmentos de la postura del pie en una medición estática y requiere que los sujetos se paren en su posición relajada mirando al frente mientras la evaluación está en proceso. La evaluación consiste en (1) palpación de la cabeza del astrágalo, (2) observación de la curvatura supra e inframaleolar, (3) observación de la posición del plano frontal del calcáneo, (4) observación del abultamiento en la región del astrágalo. articulación navicular, (5) observación de la altura y congruencia del arco longitudinal medial y (6) presencia de abducción o aducción del antepié. Las puntuaciones que van de -12 a +12 y los valores normativos se presentan en la literatura.

A continuación, se evaluará a los sujetos para determinar la fuerza intrínseca de los músculos del pie, la cinemática y cinética de carrera de las extremidades inferiores y la tensión dinámica del arco del pie. Se tomarán imágenes de los pies del 30% de los participantes de cada grupo (41 participantes) mediante imágenes de resonancia magnética (IRM) para evaluar el trofismo y la fuerza de los músculos intrínsecos del pie; esto se programará para la misma semana de las mediciones de referencia de cada sujeto.

Después de la evaluación inicial, todos los sujetos serán programados para dos evaluaciones de seguimiento, una a las 8 semanas y la otra a las 16 semanas. Mantendrán contacto con el Investigador 3 durante el período de seguimiento mediante el software web [ 29 ], correo electrónico y teléfono.

Lesiones relacionadas con la carrera

Las lesiones relacionadas con la carrera se evaluarán inicialmente en la línea de base y se evaluarán continuamente a lo largo del estudio mediante el software web [ 29 ]. La definición de lesión relacionada con la carrera se estableció de acuerdo con el estudio de Macera et al. [ 4 ]. Afirmaron que cualquier dolor o lesión musculoesquelética causada por la práctica de carrera y que induzca cambios en la forma, duración, intensidad o frecuencia del entrenamiento durante al menos 1 semana se considerará una lesión relacionada con la carrera. Solo las lesiones de las extremidades inferiores se contabilizarán durante el período de 12 meses posterior a la evaluación inicial; se analizará tanto la incidencia como el momento de ocurrencia de la primera lesión.

Si algún sujeto presenta una nueva lesión durante su participación en el estudio, se contabilizará la lesión y se suspenderá la intervención o la intervención placebo, aunque todos los sujetos seguirán siendo seguidos hasta la finalización del estudio.

Fuerza isométrica intrínseca de los músculos del pie

La fuerza de los músculos intrínsecos del pie se evaluará en ensayos utilizando una plataforma de presión (EMED: Novel, Alemania) en la que los sujetos colocarán su pie dominante mientras están de pie con las rodillas extendidas. Empujarán hacia abajo tan fuerte como sea posible utilizando solo el dedo gordo del pie y los dedos de los pies, en particular las articulaciones metatarsofalángicas y no la articulación interfalángica del dedo gordo. Un fisioterapeuta determinará si el sujeto levantó el talón e inspeccionará las fluctuaciones en la línea de gravedad y la postura del tronco durante cada prueba. Si se observa algún cambio en la línea de gravedad o en la posición del talón o del tronco, se excluirá la prueba. Se completarán tres ensayos en cada pie (izquierdo y derecho) según Mickle et al. (2006) [ 37]. La fuerza máxima se normalizará por el peso corporal y se analizará para las áreas de los dedos de los pies y los dedos de los pies por separado.

Trofismo y fuerza de los músculos del pie

Un método indirecto para medir la fuerza del pie es la resonancia magnética, que, combinada con otras técnicas, ofrece una buena fiabilidad y una forma de seguir los cambios en el volumen muscular [ 38 ]. Además, la RM puede facilitar la comprensión de la etiología de las lesiones relacionadas con la carrera y la rehabilitación del complejo pie-tobillo [ 39 ].

La resonancia magnética del pie se realizará con un sistema de 1,5 T. Las imágenes del pie serán adquiridas por el mismo técnico utilizando una bobina de cuatro canales colocada en el centro magnético. Los participantes se colocarán en posición supina con el tobillo a 45 ° de flexión plantar dentro de la bobina. Se adquirirán imágenes en los planos frontal, sagital y transversal para confirmar la posición de los pies, y se reposicionará al sujeto si es necesario. Las imágenes ponderadas en T1 de toda la longitud del pie se adquirirán perpendicularmente a la cara plantar del pie utilizando una secuencia de eco de espín (tiempo de repetición = 500 ms, tiempo de eco = 16 ms, promedios = 3, grosor de corte = 4 mm, espacio entre cortes = 0 mm, campo de visión = 120 × 120 mm, ángulo de giro = 90 °, matriz = 512 × 512) [ 39]. El conjunto de imágenes cubrirá la distancia entre las imágenes más proximales y más distales en las que todos los músculos intrínsecos del pie son visibles.

Para evaluar los cambios en el área transversal (CSA) y el volumen de los músculos intrínsecos del pie, al 30% de los sujetos de cada grupo se les realizará una resonancia magnética del pie en tres momentos: línea de base, 8 semanas y 16 semanas.

La CSA se medirá con el software planímetro ImageJ [ 40 ]. A continuación, Miller et al. [ 14] para cada músculo en cada corte y el volumen muscular se calculará multiplicando el CSA de todos los cortes de un músculo por su distancia lineal (4 mm) y sumando estos volúmenes.

Biomecánica de caminar y correr

Para garantizar la máxima fiabilidad, todas las sesiones de pruebas biomecánicas serán realizadas por el mismo investigador.

La cinemática de la marcha y la carrera se adquirirá utilizando desplazamientos tridimensionales de marcadores reflectantes pasivos (10 mm de diámetro) seguidos por nueve cámaras de infrarrojos a 100 Hz (OptiTrack FLEX: V100, Natural Point, Corvallis, OR, EE. UU.) [ 41 , 42 ] . Se colocarán unos 14 marcadores en el pie derecho del sujeto según el protocolo de Leardini [ 43]. Se colocarán marcadores adicionales en la línea medial de la articulación de la rodilla, la línea lateral de la articulación de la rodilla y bilateralmente en la espina ilíaca antero-superior, la cara superior del trocánter mayor y el sacro. Estos marcadores se utilizarán para determinar los centros de rotación relativos de las articulaciones para el eje longitudinal del pie, el tobillo y la rodilla. Los marcadores adicionales de la cara medial de la línea de la articulación de la rodilla se eliminarán durante la prueba dinámica. Además, tres marcadores reflectantes no colineales se fijarán en dos grupos de técnicas. Uno de los racimos se colocará en el lateral del muslo y el otro sobre la caña.

El sistema de coordenadas del laboratorio se establecerá en una esquina de la placa de fuerza y ​​todos los cálculos iniciales se basarán en este sistema de coordenadas. Cada segmento de la extremidad inferior (caña y muslo), se modelará en base a marcadores de superficie como un cuerpo rígido con un sistema de coordenadas local que coincide con los ejes anatómicos. Las traducciones y rotaciones de cada segmento se informarán en relación con las posiciones neutrales definidas durante la prueba de pie estática inicial. Todas las articulaciones se considerarán esféricas (es decir, con tres grados de libertad de rotación). El pie se modelará según Leardini et al. [ 43]. Es decir, el calcáneo, la parte media del pie y el metatarso se consideran cuerpos rígidos y el eje longitudinal del primer, segundo y quinto metatarsianos y la falange proximal del dedo gordo se rastrearán de forma independiente.

Las fuerzas de reacción del suelo serán adquiridas por una placa de fuerza (AMTI OR-6-1000, Watertown, MA, EE.UU.) con una frecuencia de muestreo de 1 kHz incrustada en el centro de la pasarela. La adquisición de datos de fuerza y ​​cinemática será sincronizada y muestreada por una tarjeta A / D (AMTI, DT 3002, 12 bits).

Los sujetos pasarán por un período de habituación antes de la adquisición de datos para establecer confianza y comodidad en el entorno del laboratorio y para garantizar una velocidad de movimiento adecuada. Para evaluar la mecánica de carrera de las extremidades inferiores, los sujetos realizarán 10 pruebas válidas de marcha sobre el suelo y 10 pruebas válidas de carrera sobre el suelo a una velocidad constante (9,5 km / ha 10,5 km / s); estos serán monitoreados por dos sensores fotoeléctricos (Speed ​​Test Fit Model, Nova Odessa, Brasil).

El proceso de digitalización automática, la reconstrucción 3D de las posiciones de los marcadores y el filtrado de los datos cinemáticos se realizarán mediante el software AMASS (C-motion, Kingston, ON, Canadá). Los datos cinemáticos se procesarán utilizando un filtro de paso bajo de segundo orden con retardo cero con frecuencias de corte de 6 Hz para caminar y 12 Hz para correr Los datos de la fuerza de reacción del suelo se procesarán utilizando un filtro Butterworth de cuarto orden de paso bajo con retardo cero con frecuencias de corte de 50 Hz para caminar y 200 Hz para correr.

Se utilizará un método de dinámica inversa ascendente para calcular los momentos netos en los planos sagital y frontal de las articulaciones del tobillo y la rodilla utilizando el software Visual3D (C-motion, Kingston, ON, Canadá). El cuerpo humano se modelará mediante tres segmentos vinculados (pie, caña y muslo) y las propiedades de inercia se basarán en las ecuaciones de regresión estándar de Dempster. El momento de inercia y la ubicación del centro de masa se calcularán asumiendo que los segmentos del muslo y la caña son cilindros.

El cálculo de todas las variables se realizará utilizando una función MATLAB escrita a medida (MathWorks, Natick, MA, EE. UU.). Se analizarán y compararán los datos de solo una extremidad inferior (elegida al azar) por sujeto.

Se analizarán las siguientes variables cinemáticas del tobillo: máxima dorsiflexión al contacto del pie, máxima flexión plantar, máxima dorsiflexión en la puntera y rango de movimiento (ROM) de dorsiflexión en el plano sagital durante la fase de apoyo. Las variables cinemáticas de la rodilla son: máxima flexión al contacto del pie, máxima extensión, máxima flexión en la fase de apoyo, ROM en el plano sagital, máxima abducción y aducción en la fase de apoyo. Las variables cinemáticas del pie son: elevación / caída del ángulo del arco longitudinal y del primer, segundo y quinto metatarsiano; rotación del retropié al antepié; ángulo del plano transversal entre el primer y el segundo metatarsiano y entre el segundo y el quinto metatarsiano; y máxima inversión y eversión del calcáneo (plano frontal).

Las variables cinéticas de tobillo y rodilla a analizar son los momentos netos de tobillo y rodilla normalizados por el peso corporal multiplicado por la altura y la potencia normalizada por el peso corporal en el plano sagital. Las variables de fuerza de reacción del suelo se normalizarán por peso corporal y son las siguientes: primer pico de fuerza (peso corporal – BW), segundo pico (BW), tasa de carga 80 [N / ms], definida como la tasa de fuerza entre 20 y 80 % del contacto del pie con el suelo durante el primer pico; tasa de carga 100 [N / ms], determinada por la tasa de fuerza entre 0 y 100% del primer pico y tasa de empuje [N / ms], definida como la tasa de la segunda fuerza máxima, entre los valores mínimos hasta el segundo pico.

Deformación dinámica del arco del pie longitudinal

La deformación dinámica del arco del pie longitudinal se medirá de acuerdo con Liebermann et al. [ 44 ]. La medición involucra la altura del escafoides (NH), que es la distancia mínima desde la tuberosidad del escafoides en relación con la línea formada por la cabeza del primer metatarsiano y el proceso medial del calcáneo. Estos tres puntos de referencia forman un plano y NH es independiente de la inversión o eversión del pie trasero. La deformación del arco también se puede cuantificar ajustando una parábola a los marcadores (con la cabeza del navicular como vértice) y luego midiendo la curvatura promedio en 100 puntos espaciados uniformemente a lo largo de la curva.

Medidas de resultado

La medida de resultado primaria será la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera en las extremidades inferiores contabilizadas al final de los 12 meses de estudio.

Los resultados secundarios serán: 1) el momento en que ocurrió la primera lesión a lo largo del período de estudio (tiempo hasta el evento); 2) salud y funcionalidad del pie (cambio con respecto al valor inicial); 3) cinemática de pie, tobillo y rodilla, momentos de articulación de tobillo y rodilla, y potencia de rodilla y tobillo al caminar y correr (cambio desde la línea de base); 4) fuerza de los músculos intrínsecos del pie (cambio desde la línea de base); 5) trofismo de los músculos del pie (cambio desde el inicio); y 6) tensión dinámica del arco del pie (cambio desde la línea de base).

Intervenciones

Los corredores asignados al IG recibirán un protocolo de ejercicio terapéutico pie-tobillo para fortalecer y mejorar la funcionalidad. Parte del protocolo de ejercicio (12 ejercicios) se realizará una vez a la semana bajo la supervisión de un fisioterapeuta durante 8 semanas (Archivo adicional 1 : Tabla S1). Y también se realizará una serie de ocho ejercicios de pie y tobillo tres veces a la semana supervisados ​​de forma remota por un software web [ 29 ] (Archivo adicional 1 : Tabla S2) durante el tiempo completo de finalización de 1 año del estudio. Cada sesión, ya sea supervisada de forma local o remota, dura de 20 a 30 minutos. El protocolo de ejercicio terapéutico se describe en detalle en Archivo adicional: 1 Tabla S1 y S2.

Se ofrecerá al corredor dificultad gradual y progresiva, respetando cualquier limitación por dolor, fatiga y / o disminución del rendimiento durante la ejecución. Los corredores del IG accederán diariamente al software web [ 29 ], introduciendo sus datos sobre el rendimiento del entrenamiento del pie y clasificando su nivel de dificultad en cada ejercicio de 0 a 10.

Durante las sesiones supervisadas localmente, el fisioterapeuta se centrará en la correcta alineación de los segmentos pie-tobillo, especialmente si el corredor tiene dificultades para mantenerla, de forma que no permita compensaciones de movimiento.

Los corredores asignados al GC recibirán una rutina de ejercicios de estiramiento muscular y calentamiento con placebo de 5 minutos (archivo adicional 1 : Tabla S3) que deben realizar durante 8 semanas inmediatamente antes de cada práctica de carrera. Este entrenamiento con placebo también se puede evaluar y seguir a través del software web [ 29 ]. Los ejercicios de estiramiento se describen en detalle en Archivo adicional: 1 Tabla S3. Planteamos la hipótesis de que un calentamiento combinado con ejercicios de estiramiento muscular no tendría ningún efecto sobre la fuerza y ​​funcionalidad muscular del pie, la biomecánica de las extremidades inferiores o la prevención de lesiones.

Ambos grupos accederán al software web [ 29 ] diariamente, ingresando sus datos de práctica de carrera (duración y volumen de entrenamiento diario) e información sobre la ocurrencia de cualquier evento de lesión.

Los criterios de interrupción de los ejercicios durante cualquier sesión incluyen calambres, dolor moderado a intenso, fatiga o cualquier otra condición que exponga al corredor a alguna molestia.

Los criterios de interrupción del entrenamiento incluyen la aparición de una lesión relacionada con la carrera en las extremidades inferiores.

Si algún sujeto no puede acceder al software web [ 29 ] durante tres semanas consecutivas sin explicación, o no asiste a la capacitación supervisada localmente tres veces consecutivas, ese sujeto será dado de baja del estudio.

Para mejorar la adherencia, los investigadores realizarán varias acciones en el software web [ 29]. Los datos referentes a las asignaturas de práctica de carrera, como volumen de entrenamiento, tiempo de práctica y ocurrencia de lesiones, serán reportados al software web, que lo resumirá y hará visible en el área de usuarios. Además, durante la duración del estudio, las respuestas de los corredores en el software web con respecto a su práctica de ejercicios de pie y tobillo y entrenamiento de carrera se almacenarán y estarán disponibles para los investigadores y los sujetos en cualquier momento. Si algún sujeto no inicia sesión en el software web durante más de cinco días consecutivos, se enviará automáticamente un correo electrónico pidiéndole al sujeto que inicie sesión en su cuenta e informe los datos sobre la capacitación (o la falta de ella ) durante la última semana. El fisioterapeuta responsable del protocolo terapéutico se pondrá en contacto telefónico con los sujetos que no asistan a alguna de las sesiones semanales supervisadas localmente. También se comunicarán por teléfono con los sujetos que no respondan a los recordatorios por correo electrónico del software web. Los sujetos también serán contactados mediante llamadas telefónicas personales si se encuentra que los datos que informaron en el software web son inconsistentes [45 ].

Después del período de intervención y después de 12 semanas de seguimiento, todos los corredores serán interrogados sobre su satisfacción con el protocolo de entrenamiento con una pregunta (¿Disfrutaste haciendo los ejercicios?) Con tres posibilidades de respuesta (No; Un poco; Mucho). Para evitar el sesgo de evaluación, los corredores responderán esta pregunta en secreto a través de un formulario no identificado en línea enviado a su correo electrónico. Se informará a los corredores sobre el anonimato y solo se accederá a este formulario una vez finalizado el estudio.

Durante la duración de la prueba, se aconsejará a los sujetos que no realicen ninguna actividad física nueva ni protocolos de entrenamiento preventivo para el pie y el tobillo. Si algún sujeto no puede evitar tal comportamiento, debe informar de esta situación durante el acceso al software web [ 29 ]. No se permitirá la atención concomitante, como fisioterapia, acupuntura u otra atención médica convencional, excepto para los corredores que se lesionen durante el estudio. Al final de los 12 meses, los participantes del GC que estén interesados ​​recibirán acceso al software para el protocolo de ejercicio del pie.

Tamaño de la muestra y análisis estadístico

El cálculo del tamaño de la muestra se realizó utilizando un tamaño del efecto de 0,28 (proporción), considerando la variable de resultado primaria categórica, que es la incidencia de lesiones en las extremidades inferiores relacionadas con la carrera [ 33 ]. Se necesita un tamaño de muestra de 101 corredores para proporcionar un 80% de potencia para detectar una diferencia de efecto moderado entre las medianas de incidencia de lesiones del grupo más alto y más bajo, asumiendo un alfa de 0.05 y un diseño estadístico χ 2 (prueba de chi-cuadrado) – tablas de contingencia ( gl = 1) [ 46 ]. Suponiendo una tasa de abandono del 10% durante el estudio, se necesita un tamaño de muestra de 111 corredores.

El análisis estadístico se basará en el análisis por intención de tratar, y se utilizarán modelos lineales generales mixtos de análisis de varianza para medidas repetidas para detectar interacciones de tiempo de tratamiento (α = 5%). Las medidas de resultado se compararán al inicio, a los 2, 4 y 12 meses. Los tamaños del efecto (coeficiente de Cohen´sd) también se proporcionarán entre el inicio y los 2 meses y entre los 2 meses y el seguimiento (4 y 12 meses), si la intervención muestra algún efecto del tratamiento. Los datos faltantes se tratarán mediante métodos de imputación en función del tipo de datos faltantes al que nos enfrentemos: faltantes completamente al azar, faltantes al azar o faltantes no aleatorios [ 47].

Discusión

Este ensayo clínico proporcionará datos importantes sobre la eficacia del entrenamiento del pie, su influencia en la incidencia de lesiones y su eficacia en el fortalecimiento de los músculos del complejo pie-tobillo. También facilitará la identificación de factores de riesgo y mecanismos biomecánicos implicados en los procesos de lesión y prevención. También pretendemos aportar nueva evidencia que pueda ser utilizada como guía para futuros estudios sobre cambios biomecánicos en tareas dinámicas resultantes del fortalecimiento del complejo pie-tobillo.

Los pocos ensayos clínicos existentes que han propuesto protocolos de ejercicio para reducir la incidencia de lesiones de los corredores no han incluido la incidencia de lesiones como resultado primario. También han tenido períodos de seguimiento cortos y, por lo general, no lograron seguir la adherencia de los sujetos al programa y la corrección del rendimiento del ejercicio durante todo el estudio [ 13 , 17 , 19 , 20]. Por el contrario, este ensayo tiene la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera como resultado primario, tendrá un largo período de seguimiento (12 meses), propone un protocolo de entrenamiento de intervención con varios ejercicios que son fáciles de realizar con breves duraciones para cada uno. sesión (20-30 min) y no requiere que los sujetos sean supervisados ​​continuamente por un profesional de la salud. Además, utiliza software web de acceso abierto [ 29 ] que respaldará el control de la adherencia.

Entendemos que la cantidad de resonancias magnéticas que estamos realizando (en el 30% de los sujetos) es limitada y podría evitar una conclusión amplia sobre los cambios en el volumen y el área transversal intrínseca del músculo del pie (CSA).

Las lesiones relacionadas con la carrera en esta población provocan interrupciones y abandono de la actividad física. También podrían conducir al desarrollo de lesiones crónicas que impedirían la práctica de otros deportes y, por lo tanto, frustrarían la búsqueda del individuo de un estilo de vida saludable. Los corredores buscan constantemente formas de mantenerse libres de lesiones y la información que reciben de los entrenadores o los medios de comunicación suele ser contradictoria y variada [ 48 ]. Nuestro protocolo tiene el potencial de cambiar el curso de este círculo vicioso que experimentan los corredores de fondo.

Si se confirma nuestra hipótesis de que dicho protocolo de ejercicio reduce la incidencia de lesiones relacionadas con la carrera en los corredores de larga distancia, podría incorporarse fácilmente a su rutina de calentamiento antes de la práctica de carrera.