Ítem
Acceso Abierto
Desarrollo de herramientas para identificar factores biomecánicos de riesgo de la lesión de ligamento cruzado anterior a través de protocolo de instrumentación del drop jump en deportistas colombianos
Título de la revista
Autores
Casas Velasco, Juliana
Fecha
2025-08-13
Directores
Rodríguez Cheu, Luis Eduardo
Caicedo Rodríguez, Pablo Eduardo
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad del Rosario
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Resumen
La ruptura de ligamento cruzado anterior se encuentra entre las lesiones más comunes y estudiadas en ortopedia. En EE. UU., la incidencia oscila entre 60.000 y 250.000 casos anuales [1] [2] y el 14,05% del total, corresponde a deportistas de alto rendimiento [1]. Los deportes con mayor tasa de ruptura de ligamento cruzado anterior (LCA) son básquetbol, fútbol y gimnasia [3]. Se han reportado más de 100.000 casos por año en otros países y es una lesión que se considera frecuente a nivel global [4]. En Colombia, el fútbol es el deporte más popular, se practica de forma recreativa y la mayoría de los deportistas de alto rendimiento son futbolistas. Consecuentemente, se estima una alta tasa de ruptura de LCA en la población, razón por la cual se han buscado herramientas para identificar y minimizar el riesgo. El uso de la tecnología como herramienta para estudiar el movimiento ha aumentado en los últimos años en la investigación biomédica, sobre todo en el ámbito deportivo. Con el apoyo de sistemas y equipos se han identificado múltiples factores de riesgo de la lesión entre los cuales se encuentran los biomecánicos [5]. Estos, han sido investigados porque tienen mayor potencial para ser modificados y se podrían trabajar de forma preventiva para minimizar el riesgo de sufrir la lesión. Específicamente, con el sistema optoelectrónico de captura de movimiento (SOCM) se han evaluado diferentes saltos incluyendo el Drop Jump (DJ); sin embargo, aún no hay consenso en el protocolo de instrumentación que se debe utilizar para valoraciones biomecánicas que usen SOCM combinado con electromiografía de superficie (EMG) y sin recurrir al uso de una plataforma de fuerza. Por lo anterior, este estudio busca desarrollar herramientas que permitan identificar los factores biomecánicos más relevantes asociados a la lesión proponiendo un protocolo de instrumentación para el DJ que solo utilice un SOCM, EMG y una herramienta computacional para identificar las etapas determinantes. El protocolo propuesto y la herramienta se evaluaron en una población de 15 hombres deportistas de alto rendimiento entre 18 y 31 años, activos en la liga colombiana de fútbol. Al realizar la verificación del protocolo en la muestra poblacional, se pudieron identificar los factores cinemáticos asociados a la lesión en las etapas determinantes del DJ sin necesidad de una plataforma de fuerza. También se encontraron diferencias en algunos factores entre participantes sin lesión previa y uno que se había recuperado. De esta manera, se logró desarrollar un mecanismo de valoración con base en un modelo biomecánico personalizado que incluye un conjunto de movimientos centrados en la evaluación de la estabilidad de la rodilla a través del DJ, involucra la actividad muscular y puede ser instrumentado para identificar los factores de riesgo de la ruptura total de LCA.
Abstract
The anterior cruciate ligament injury (ACL) is one of the most common and studied injuries in orthopedics. The incidence rate of ACL injury ranges between 60.000 and 250.000 cases per year in United States of America [1] [2] and 14,05% of the cases are from high performance athletes [1]. Basketball, soccer, and gymnastics are the sports with higher incidence rate of ACL injury [3]. In other countries, more than 100.000 cases have been reported per year and this injury is considered as frequent by health organizations [4]. Soccer is the most popular sport in Colombia, common citizens and professionals play it. An elevated percentage of the high-performance athletes in the country are footballers, therefore, healthcare authorities expect a high rate of ACL ruptures, which is why tools have been sought to identify and minimize the risk. The use of movement analysis technology as a tool to study human movement has increased in the past years in biomedical research, in sports related studies. Researchers have identified high-risk factors for multiple injuries by using those systems and related equipment; biomechanical equipment and tools are among those [5]. The latter have been under investigation because of their greater modification potential and their capability to train as preventive action to minimize the risk of injury. Researchers have used optoelectronic movement systems to evaluate diverse types of jumps including DJ; However, there is still no consensus among them, on the instrumentation protocol that should be used for biomechanical assessments that use SOCM combined with EMG and without resorting to the use of a force platform. Also, there is no agreement among scientists regarding the most relevant factors. Thus, this study’s purpose is to develop tools to identify the most relevant kinematic factors associated with the ACL injury by proposing a protocol for the DJ using surface electromyography (EMG), SOCM and computational tools without using a force platform to identify decisive jump stages. The proposed protocol and tool were evaluated in a trial with fifteen (15) high-performance soccer male athletes between 18 and 31 years old, active in Colombian soccer league. By verifying the protocol in the population sample, the kinematic factors associated with injury in the determining stages of DJ were identified without the need for a force platform. Differences were found in some factors between participants without previous injury and one who had recovered. With the latter, in the study there was developed and proposed an objective mechanism based on customized biomechanical modeling to evaluate knee stability and muscular activity during a DJ exercise to identify the most relevant factors associated with the ACL injury for non-contact activities.
Palabras clave
Ligamento Cruzado Anterior (LCA) , Factores Biomecánicos , Protocolo de instrumentación , EMG , VICON , Sistema óptico de captura de movimiento , Vertical Drop Jump (DJ)
Keywords
Anterior Cruciate Ligament (ACL) , Biomechanic variables , EMG , VICON , Drop Jump
