Construcción de un dinamómetro fijo para el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral y estudio transversal de la fuerza muscular en una población joven

Abstract

spa:Introducción El término sarcopenia ha adquirido protagonismo desde 1989, llama la atención sobre la disminución de la masa muscular asociada con el envejecimiento y su relación con desenlaces adversos en salud, genera, además, múltiples interrogantes sobre cada uno de los parámetros de evaluación de la función muscular (fuerza, movimiento y resistencia) y su relación con dichos desenlaces. Autores como Clark y Manini se han enfocado en la fuerza y actualmente son importantes defensores de la hipótesis de que la pérdida de masa muscular y la pérdida de fuerza muscular asociada al envejecimiento, podrían constituir dos fenómenos diferentes. En la actualidad se tiene amplia información sobre el valor de la dinamometría de prensión manual en el diagnóstico de la sarcopenia, valores de referencia para la misma y su relación con desenlaces adversos en salud, sin embargo, existen pocos datos sobre la dinamometría de la fuerza producida por músculos de los miembros inferiores, sus valores de referencia y su relación con desenlaces adversos en salud, esto se debe principalmente a que los dinamómetros con capacidad de realizar estas mediciones son muy costosos, no están suficientemente validados o presentan imprecisiones en la medición; por tanto la presente investigación tuvo como objetivo diseñar y construir un dinamómetro fijo para el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral, el cual se construyó con las mejores características biodinámicas encontradas en la literatura para capturar la mayor fuerza de contracción del cuádriceps, con este dispositivo se realizó un estudio transversal de la fuerza muscular en una población joven. Metodología Se construyó un dinamómetro para el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral a partir de una silla con altura ajustable, con flexión de la rodilla de 70 grados y un sistema de palanca amplificador de fuerzas, guaya, resorte y sensor tipo galga extensiométrica con una resolución de 100 gramos a 300 kilogramos. Con este dispositivo se propuso describir el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral de una población de hombres y mujeres de los 20 a los 50 años y realizar comparaciones entre sexos, entre decenios de edad y entre dinamometría de presión manual y dinamometría del torque isométrico del cuádriceps femoral. Los criterios de inclusión utilizados fueron la edad mencionada, la ausencia de 6 comorbilidad y de limitación funcional y actividad física leve a moderada según el cuestionario internacional de actividad física IPAQ. Resultados Este estudio tuvo como resultado el primer dinamómetro fijo para el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral de la región, al igual que un amplio análisis bibliométrico que revela una tendencia creciente en la investigación sobre el tema, especialmente en la medicina física, la deportología y la ortopedia, resaltó, además, la escasa información que existe al respecto en la geriatría. A partir de dicho análisis se logró también construir un marco de referencia de la dinamometría del torque isométrico máximo con el estándar de oro, obteniendo un rango de 78.7 Nm a 176.1 Nm en las mujeres y 118.9 a 266 Nm en los hombres, lo cual contrasta con los resultados de este estudio observacional de corte transversal que documentó un rango de 46 a 233 Nm en mujeres y 106 a 374 Nm en hombres. Este estudio además documentó diferencias significativas entre hombres y mujeres para la fuerza de agarre y para el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral, sin embargo, no encontró diferencias entre decenios de edad ni en los hombres ni en las mujeres, lo que habla de un probable inicio de declinación de la fuerza muscular a edades más tardías. El análisis bivariado mostró correlación en las mujeres entre la fuerza de agarre y el torque (p=0.000 R de Pearson 0.450), en los hombres entre el torque y el peso corporal (p=0.045 R de Pearson 0.247), el torque y la fuerza de agarre (p= 0.032 R de Pearson 0.265) Conclusiones Este estudio abre el camino para investigaciones futuras en geriatría en relación con la fuerza de contracción del cuádriceps femoral en todas sus variedades, al igual que a la validación del dispositivo. Asimismo, contribuye en la determinación de la edad de declinación de la fuerza muscular, en un marco de referencia para la misma en las edades mencionadas y en la identificación de correlación entre la fuerza de agarre y el torque máximo isométrico del cuádriceps femoral, lo que a futuro permitiría establecer diferencias en el envejecimiento de la fuerza muscular entre miembros superiores y miembros inferiores. Es necesaria la validación del dispositivo contra el estándar de oro y la realización de estudios longitudinales para caracterizar apropiadamente la trayectoria de declinación de la fuerza muscular.

eng:Introduction Sarcopenia has gained relevance since 1989, focusing in decrease of muscle mass associated with aging and its relationship with adverse health outcomes, also, raising multiple questions about each of the muscle function assessment parameters (strength, movement and resistance) and its relationship with these outcomes. Authors such as Clark and Manini have focused on strength and are currently important advocates of the hypothesis that loss of muscle mass and loss of muscle strength associated with aging could constitute two different phenomena. Currently, there is extensive information on the value of handgrip dynamometry in the diagnosis of sarcopenia, reference values for it and its relationship with detrimental health outcomes, however, there are few data on dynamometry of muscles of the lower limbs, their reference values and their relationship with adverse health outcomes, this is mainly because the dynamometers with the capacity to make these measurements are very expensive, not sufficiently validated or have inaccuracies in the measurement. Therefore, the present investigation had the objective of build a fixed dynamometer for the maximum isometric torque of the quadriceps femoris, which was built with the best biodynamic characteristics found in the literature to capture the greatest contraction strength of the quadriceps, which a cross-sectional study of muscle strength in a young population was done with. Methodology A dynamometer for the isometric maximum torque of the quadriceps femoris was built from a chair with adjustable height, with 70-degree knee flexion and a force-amplifying lever system, wire, and strain gauge-type sensor with a resolution of 100 grams to 300 kilograms. With this device, it was proposed to describe the maximum isometric torque of the quadriceps femoris in a population of men and women from 20 to 50 years of age and make comparisons between men and women, between decades of age and between hand grip dynamometry and isometric torque dynamometry of the quadriceps femoris. The inclusion criteria used were the age mentioned, the absence of comorbidity and functional limitation, and mild to moderate physical activity according to the IPAQ international physical activity questionnaire. 8 Results This study resulted in the first fixed dynamometer for isometric maximal torque of the quadriceps femoris in the region, as well as an extensive bibliometric review that reveals a growing trend in research on the subject, especially in physical medicine, sports medicine, and orthopedics, also, highlighted the bare information that exists in this regard in geriatrics. Based on this analysis, it was possible to build a reference framework for maximum isometric torque dynamometry with the gold standard, obtaining a range of 78.7 Nm to 176.1 Nm in women and 118.9 to 266 Nm in men, which contrasts with the results of this cross-sectional observational study that documented a range of 46 to 233 Nm in women and 106 to 374 Nm in men. This study also documented significant differences between men and women for grip strength and for the isometric maximum torque of the quadriceps femoris, however, it did not find differences between decades of age, neither in men nor in women, which suggests a probable onset decline in muscle strength at later ages. The bivariate analysis showed a correlation in women between grip strength and torque (p=0.000 Pearson's R 0.450), in men between torque and body weight (p=0.045 Pearson's R 0.247), torque and grip strength (p= 0.032 Pearson's R 0.265). Conclusions This study opens the door for future research in geriatrics related to strength of contraction of the quadriceps femoris in all its varieties, as well as the validation of the device. Likewise, it contributes to the determination of the age of decline of muscular strength, in a frame of reference for the same at the mentioned ages and to the identification of the correlation between the grip strength and the maximum isometric torque of the quadriceps femoris, which, in the future, it would make it possible to establish differences in the aging of muscle strength between upper and lower limbs. Validation of the device against the gold standard and longitudinal studies are necessary to properly characterize the trajectory of muscle strength decline.