Cómo las propiedades de los músculos y los tendones contribuyen al cambio funcional antes y después del reemplazo de rodilla

La osteoartritis conduce a la degeneración de las superficies articulares del fémur y la tibia, siendo la intervención final el reemplazo de estas superficies articuladas mediante un procedimiento quirúrgico de artroplastia total de rodilla (TKA). Para los pacientes que se someten a ATR, hay una disminución significativa de las capacidades funcionales a lo largo del período de espera desde la derivación quirúrgica hasta la fecha de la cirugía. Tras la cirugía, hay una mejoría en la función de estos pacientes, pero no alcanzan el mismo nivel funcional que los individuos sanos que no han sido sometidos a ATR. Para medir objetivamente las habilidades funcionales, se pueden evaluar varias pruebas de fuerza, movilidad y equilibrio. Hasta la fecha, no se ha realizado ningún estudio para evaluar cómo cambian estas medidas objetivas de la capacidad funcional a lo largo del período de espera previo a la cirugía y cómo se compara con los niveles posteriores a la cirugía. Para obtener una mayor comprensión de los mecanismos detrás de estos cambios en la función, se pueden emplear medidas fisiológicas de músculos y tendones mediante pruebas eléctricas e imágenes de ultrasonido. Al evaluar los cambios en la fisiología junto con los cambios en la función en pacientes con ATR y controles sanos, podemos obtener una mejor comprensión de los mecanismos que subyacen a los cambios observables en la función de los pacientes que se someten a ATR y cómo se comparan con los cambios fisiológicos normales en los controles sanos.

Los pacientes que se someten a un reemplazo total de rodilla visitarán el laboratorio en 5 ocasiones de prueba separadas (1, inmediatamente después de la remisión para ATR; 2, punto medio entre la remisión y la cirugía; 3, 2 semanas antes de la cirugía; 4, 6 semanas después de la cirugía; 5, 6 meses después de la cirugía. En cada sesión de prueba, los participantes comenzarán completando cuestionarios relacionados con la capacidad funcional general. Luego realizarán pruebas funcionales de la parte superior e inferior del cuerpo para obtener medidas de la capacidad funcional dependiente de las extremidades. Después de las medidas funcionales, se obtendrán medidas en reposo de los músculos y tendones que rodean la rodilla y el grupo de músculos cuádriceps mediante una combinación de imágenes por ultrasonido y medidas en la superficie de la piel. Luego, se equipará a los participantes con electrodos de electromiografía de superficie (sEMG) en los músculos que componen los grupos de músculos cuádriceps e isquiotibiales para medir la actividad muscular durante las medidas posteriores. La actividad del reflejo muscular se evaluará a través de la estimulación eléctrica submáxima y máxima del nervio femoral a través de electrodos de estimulación de carbón colocados en la superficie de la piel. Luego, los participantes realizarán tres contracciones voluntarias máximas (MVC) que requieren que extiendan la pierna lo más fuerte posible contra el transductor de fuerza. Se aplicará estimulación antes, durante y después de las MVC para evaluar el nivel de activación muscular. A partir de los MVC se establecerán tareas de seguimiento submáximo de 5,10,25,50 y 75% MVC. Usando la fuerza que se muestra en una pantalla frente a los participantes, se les pedirá que produzcan contracciones hasta estos niveles de fuerza y ​​mantengan el nivel de fuerza durante 5 segundos para cuantificar la estabilidad de la fuerza. Durante estas tareas de seguimiento submáximas, la sonda de ultrasonido se colocará en la unión entre el músculo cuádriceps y el tendón para registrar el alargamiento del tendón para la cuantificación de las propiedades mecánicas del tendón.

Estos procedimientos se realizarán para la pierna quirúrgica de 30 pacientes sometidos a ATR para comparar las diferencias entre las piernas a lo largo de los puntos de tiempo, y 30 participantes de control sanos que no se someten a ATR que tienen la misma edad y sexo que el grupo de pacientes también realizarán estas medidas en su pierna no dominante usando el mismo espacio entre las sesiones de prueba. Se compararán las medidas entre la cirugía de los pacientes y la pierna no dominante de los controles sanos para evaluar las diferencias a lo largo del tiempo en el grupo de pacientes y cómo esto se compara con los cambios normales en una población sana durante el mismo período de tiempo. Este estudio intentará determinar qué medidas de cambio fisiológico antes de la cirugía predicen mejor la optimización de la función del paciente y la mejora después de la cirugía.