Caracterización de la cinemática articular y las propiedades mecánicas musculares espinales en sujetos con dolor cervical agudo

Abstract

INTRODUCCIÓN. El dolor cervical (Neck Pain, NP) es un importante problema de salud pública en España. Caracterizado por ser un trastorno músculo esquelético que presenta una alta prevalencia, supone, en términos económicos, una alta proporción de costes directos e indirectos de salud. Cursa o se asocia con dolor, limitación del Rango de Movimiento (Range of Motion, ROM), alteraciones de control motor adaptativas al dolor, como el incremento de activación de la musculatura superficial y modificaciones en las Propiedades Mecánicas Musculares (Muscle Mechanical Property, MMP). El diagnóstico más frecuente del NP es aquel que lo cataloga como inespecífico, dado su origen multifactorial, y debido a que, dentro del marco biopsicosocial, hay múltiples factores de riesgo que pueden contribuir a su desarrollo, como son los aspectos mecánicos y biológicos, las características psicosociales, la actividad física, la catastrofización, las creencias y las expectativas del sujeto. Además, la coexistencia de diferentes características del NP con otras patologías, insta a mejorar la comprensión de los predictores y el curso clínico, lo que permitirá mejorar el diagnóstico y aproximar la evidencia científica a la práctica clínica diaria. La investigación sobre la evaluación de las características cinemáticas y mecánicas de los tejidos blandos es un tema que cada vez cobra más importancia, con el objetivo de establecer el nivel de afectación de los sujetos con NP. Para evaluar estas características de movilidad existen diversas herramientas metrológicas, escalas de valoración e índices, si bien, en cierta medida, presentan problemas de variabilidad y falta de precisión. Por ello, la evaluación cinemática obtenida mediante los datos de movilidad aportados por metrología convencional se ha visto potenciada por medio de tecnologías alternativas, como los Sensores de Movimiento Inercial, denominados en la comunidad internacional por su acrónimo inglés (Inertial Motion Unit, IMU), una herramienta tecnológica que ya ha sido validada en otras patologías. Además, se ha probado que la presencia de dolor puede alterar la estructura muscular, y asociarse a cambios en las MMPs. En la actualidad se dispone de dispositivos útiles para evaluar estas alteraciones, como el miotonómetro de mano, diseñado como un medio para cuantificar objetivamente las MMPs, que destaca por su alta fiabilidad, replicabilidad y accesibilidad en el entorno clínico. De la literatura disponible sobre el comportamiento de las MMPs cervicales puede extraerse que las diferentes patologías presentan características propias y que tanto el dolor como el envejecimiento e incluso el movimiento o el reposo tendrían la capacidad de modificarlas. Los datos recogidos a través de las diferentes herramientas diagnósticas aportan información del grado de afectación en cuanto a dolor, movilidad, características biomecánicas y a los factores psicosociales. Sin embargo, aún existen déficits de conocimiento en determinadas poblaciones, ya que un problema clásico, en la literatura científica disponible, es que se centra mayoritariamente en estudio del NP crónico, por lo que se desconoce si dichas variables presentan un comportamiento diferencial en los sujetos con NP agudo, cual es la magnitud de las diferencias con respecto a los sujetos sanos y, dado el caso, si dicho comportamiento ocurre de un modo similar en sujetos que presenten dolor en otros segmentos espinales, como los que sufren dolor lumbar agudo. Todo ello podría influir en el desarrollo de estrategias de prevención y tratamiento más integrales. OBJETIVOS. Así, el objetivo principal del presente estudio fue analizar las particularidades de los sujetos con NP agudo y caracterizarlos en términos de; MMPs, movilidad, intensidad y cualidades del dolor, discapacidad, calidad de vida y kinesiofobia. Secundariamente, se trató de identificar las diferencias existentes frente a los sanos o a sujetos que sufren dolor lumbar agudo. Por último, la investigación evaluó las posibles variaciones en las MMPs del tejido muscular cervical, en función del movimiento, la edad y el estado clínico de los sujetos HIPÓTESIS. La hipótesis principal fue: “los sujetos con NP agudo presentan características propias en términos de movilidad, intensidad y características de dolor, discapacidad, calidad de vida, kinesiofobia y propiedades mecánicas tisulares”. De igual forma, existirán diferencias entre las características de sujetos sanos y de los sujetos con NP agudo. Finalmente, se hipotetizó que las MMPs de la musculatura cervical se verían modificadas en función de la realización de movimiento secuenciado previo a la medición, y de la edad, en los sujetos con NP agudo. METODOLOGÍA. En función de los objetivos a los que se pretendía responder se realizaron dos diseños de estudio diferentes. En primer lugar, para los objetivos primario y secundario se diseñó un estudio observacional transversal de casos y controles, con 3 grupos; sujetos que padecían NP agudo, sujetos con lumbalgia aguda y controles sanos. De todos ellos se recogieron a través de cuestionarios autorreportados las variables clínicas; dolor, discapacidad, miedo al movimiento, kinesiofobia, calidad de vida, además las MMPs se evaluaron por miotonometría y el ROM, mediante IMUs. Se calcularon las diferencias entre grupos y los modelos explicativos para discriminar los grupos en función de las MMPs y el ROM, utilizando pruebas t de Student y un análisis de varianza (ANOVA) de una vía para el análisis de los datos. En segundo lugar, para la evaluación de las variaciones en las MMPs cervicales en función del movimiento, edad y estado clínico, se diseñó un estudio longitudinal de casos y controles, por tanto de dos grupos, con sujetos con NP agudo y sujetos sanos. En él se evaluaron las MMPs a través de miotonometría de mano. Para determinar la interacción de los factores de estudio sobre las MMPs se emplearon análisis de varianza (ANOVA) de tres vías. En ambos casos el nivel de confianza se fijó al 95% y, el nivel de significación estadística común para las pruebas fue de p < 0,05. RESULTADOS. En el primer diseño de estudio se observó que el Frequency cervical era mayor en los sujetos con NP agudo que en los controles sanos (p=0,048), mientras que el Decrement era mayor en ambos grupos de dolor espinal con respecto a los sanos (p=0,001). Además, la variable Decrement fue capaz de discriminar a los sujetos con dolor lumbar de los controles. En lo referente al ROM, los sujetos con NP agudo mostraron una flexión cervical reducida en comparación con los grupos que sufrían dolor lumbar agudo y control (diferencia de medias 5,8°, IC95% = 11,0–0,7 y 5,7°, IC95% = 10,9–0,06 respectivamente). Igualmente ocurrió con la rotación cervical (Cervical Rotation, CR), pero esta vez, solo en comparación con los controles (diferencia de medias 12,1°, IC95% = 25,0–0,3). Además, la flexión lumbar (Lumbar Flexión, LF) se mostró reducida en los sujetos con dolor lumbar agudo en comparación con los que tenían NP agudo (8,1°, IC95% = 15,3–0,9), en todos los casos p<0,05. Por último, no se halló relación entre el ROM y la discapacidad, el dolor o las conductas de miedo o evitación del movimiento que presentaron los sujetos. Por otro lado, cuando se analizó la influencia del movimiento, la edad y el estado clínico de los sujetos en las MMPs del tejido muscular cervical, no se encontraron interacciones triples para la ninguna de las variables MMPs, salvo el Frequency, que disminuyó 0,553 Hz entre la medida basal 1 y la medida post-reposo 3, en los sujetos con NP jóvenes (p=0,039). Además, el análisis de la interacción del factor edad y estado clínico mostró que las MMPs de los sujetos con NP no diferían en función de la edad, sin embargo, sí se observó un aumento del Stiffness en los sujetos sanos (p=0,003). En cuanto al momento de la evaluación, solo se hallaron dos interacciones, la primera con respecto a la edad, donde se halló una disminución del Stiffness de 8,398 N/m tras el reposo en los sujetos jóvenes, y la segunda para la afectación clínica, donde se encontró que, en los sujetos con NP, tras el reposo se producía un descenso de 0,54 Ø en el Decrement y un aumento del Creep de 0,06 De, ambos con p<0,05. Por último, en la evaluación individual de los factores principales se hallaron diferencias para los factores edad y estado clínico, no así para el momento de evaluación. Así, los sujetos mayores presentaron un Frequency, Stiffness y Decrement mayor que los jóvenes y una Relaxation menor. De igual modo, los sujetos con NP mostraron más Frequency, Stiffness y Decrement que los sanos, así como un Relaxation menor (p<0,05). DISCUSIÓN. Los resultados de nuestro estudio son comparables a los obtenidos por otros autores que analizaron las MMPs, y encontraron valores alterados de estas variables en diferentes afecciones que cursan con dolor e incluso en enfermedades reumáticas. Sin embargo, las diferencias obtenidas, aun manteniendo la misma tendencia, fueron menores que las reportadas en otras poblaciones patológicas, hecho que puede atribuirse al estadio agudo que era objeto de estudio. Sorprendentemente, las medidas de ROM cervical en los sujetos con NP agudos fueron similares a las registradas en los sujetos sanos de los estudios de otros autores, pero menores que los controles o los lumbálgicos de nuestro estudio, lo que probablemente se deba a mecanismos compensatorios. Hasta donde se ha podido conocer, este es el primer estudio que aborda la capacidad discriminatoria de las MMPs entre sujetos con NP agudo, lumbalgia aguda y sujetos sanos, por lo que la comparación directa con investigaciones anteriores no ha sido posible. En los sujetos con NP agudo se identificó una relación de la edad en las MMPs, donde a mayor edad, mayor tono y rigidez, y menor elasticidad, además de presentar una reducción del ROM asociada a la edad. Este efecto de la edad, que ya había sido reportado con anterioridad, ofrece como novedad la objetivación de la existencia de interacciones con el momento en que se evalúa, de modo que ofrece la posibilidad de discriminar el momento más idóneo para realizar la evaluación de estas MMPs en función de la edad y el estado clínico que presente el sujeto. CONCLUSIONES. Existen diferencias en función de la afectación clínica en las características de MMPs de la musculatura cervical. Concretamente, la presencia de dolor lumbar agudo y NP agudo pueden aumentar el tono y disminuir la elasticidad tisular. La elasticidad de los tejidos y el ROM en flexión permiten discriminar a los sujetos con dolor espinal agudo, lumbar y/o cervical, de los sanos. Las alteraciones del ROM y de las MMPs se asocian a la edad y/o a la presencia de dolor agudo, pero no a alteraciones en la intensidad y calidad del dolor, ni a la discapacidad. Finalmente, el movimiento secuenciado empleado en el análisis metrológico convencional modifica el Frequency en los sujetos jóvenes con NP, por lo que el momento elegido para realizar la evaluación de la situación basal de las MMPs debería ser previo al registro del ROM.

INTRODUCTION. Neck pain (NP) is a significant public health problem in Spain. Characterized by being a musculoskeletal disorder that has a high prevalence, it supposes, in economic terms, a high proportion of direct and indirect health costs. In addition, it is associated with or associated with pain, limitation of Range of Motion (ROM), pain-adaptive motor control alterations, such as increased activation of superficial musculature, and modifications in Muscle Mechanical Property (MMP). The most frequent diagnosis of neck pain is classified as nonspecific, based on its multifactorial origin, and within the biopsychosocial framework, because of multiple risk factors that contribute to its development, such as mechanical and biological aspects (e.g., psychosocial characteristics, physical activity, catastrophizing, beliefs and expectations of the subject). Furthermore, the coexistence of different characteristics of neck pain with other pathologies calls for a better understanding of the predictors and the clinical course, which will improve the diagnosis and bring scientific evidence closer to daily clinical practice. Research on evaluating the kinematic and mechanical characteristics of soft tissues is an increasingly vital topic to establish the level of involvement in patients with neck pain. To evaluate these mobility characteristics, various metrological tools, assessment scales, and indices are available, although, to a certain extent, they present problems of variability and lack of precision. For this reason, the kinematic evaluation obtained through the mobility data provided by conventional metrology has been enhanced utilizing alternative technologies, such as Inertial Motion Sensors (IMU). This technological tool has already been validated in other pathologies. In addition, it has been proven that the presence of pain can alter muscle structure and be associated with changes in MMPs. Currently, valuable devices are available to evaluate these alterations, such as the handheld myotonometer, designed to objectively quantify MMPs, which stands out for its high reliability, replicability, and accessibility in the clinical setting. From the available literature on the behaviour of cervical MMPs, it can be extracted that the different pathologies have their characteristics and that both pain and aging; and even movement or rest would have the ability to modify them. The data from this battery of diagnostic tools provide information on the degree of affectation in pain, mobility, biomechanical characteristics, and psychosocial factors. Nevertheless, there are still knowledge deficits in specific populations since a classic problem in the available scientific literature. Most researchers focus mainly on the study of the patient with chronic neck pain, so it is unknown if these variables present a differential behaviour in subjects with acute neck pain and what is the magnitude of the differences compared to healthy subjects, and, if applicable, if this behaviour occurs similarly in subjects who present pain in other spinal segments, such as those suffering from pain acute lumbar. All of this could influence the development of more comprehensive prevention and treatment strategies. OBJETIVES. The main objective of this study was to analyse the particularities of acute cervicalgia, characterizing them in terms of tissue mechanical properties, mobility, intensity and qualities of pain, disability, quality of life, and kinesiophobia. Also, as a secondary objective, an attempt was made to identify the differences between healthy subjects or subjects suffering from acute low back pain. Finally, the research tried to evaluate the possible variations in the MMPs of neck muscle tissue, depending on the movement, age, and clinical status of the subjects. METHODOLOGY. Depending on the objectives to which it was intended to respond, two different study designs were carried out. First, for the primary and secondary objectives, a cross-sectional observational study of cases and controls was designed, with three groups; subjects suffering from acute neck pain (Neck Pain, NP), subjects with acute low back pain, and healthy controls, for which the clinical variables were collected through self-reported questionnaires; pain, disability, fear of movement, kinesiophobia, quality of life, in addition, the MMPs were evaluated by myotonometry and ROM, by IMUs. Differences between groups and explanatory models were calculated to discriminate groups based on MMPs and ROM, using Student's t-tests and one-way analysis of variance (ANOVA) for data analysis. Second, for the evaluation of the variations in cervical MMPs, as a function of movement, age, and clinical status, a longitudinal study of cases and controls of two groups, subjects with acute NP and healthy subjects, was designed. In it, the MMPs were evaluated through hand myotonometry. To determine the interaction of the study factors on the MMPs, a three-way analysis of variance (ANOVA) was used. In both cases, the confidence level was set at 95%, and the common statistical significance level for the tests was p <0.05. RESULTS. In the first study design, it was observed that the cervical frequency was higher in the subjects with acute NP than in the healthy controls (p = 0.048), while the Decrement was higher in both groups with spinal pain in comparison with the healthy group (p = 0.001). Furthermore, the variable Decrement was able to discriminate the subjects with low back pain from the controls. Regarding ROM, the subjects with acute NP showed reduced cervical flexion compared to the groups suffering from acute low back pain and control (mean difference 5.8 °, 95% CI = 11.0-0.7 and 5, 7th, 95% CI = 10.9–0.06 respectively). The same occurred with cervical rotation (CR), but this time, only in comparison with controls (mean difference 12.1 °, 95% CI = 25.0–0.3). Furthermore, lumbar flexion (LF) was reduced in subjects with acute low back pain compared to those with acute NP (8.1 °, 95% CI = 15.3–0.9), in all subjects (p <0.05). Finally, no relationship was found between ROM and disability, pain, or fear behaviours, or avoidance of movement that the subjects presented. Besides, when the influence of movement, age, and clinical status of the subjects on the MMPs of cervical muscle tissue was analysed, no triple interactions were found for any of the MMPs variables, except for Frequency decreased by 0.553 Hz. Between baseline measurement one and post-rest measurement 3, in young NP subjects (p = 0.039). Furthermore, the analysis of the interaction of the age factor and clinical status showed that the MMPs of the subjects with NP did not differ as a function of age; however, an increase in Stiffness was observed in healthy subjects (p = 0.003). Regarding the time of evaluation, only two interactions were found, the first for age, where a decrease in Stiffness of 8,398 N / m was found after resting in young subjects, and the second for clinical involvement, where it was found that, in subjects with NP, after rest, there was a 0.54 Ø decrease in Decrement and an increase in Creep of 0.06 De, both with p <0.05. Finally, in the individual evaluation of the main factors, differences were found for the factors age and clinical status, but not for evaluation. Thus, the older subjects presented a higher Frequency, Stiffness, and Decrement than the younger ones and a lower Relaxation. Similarly, subjects with NP showed more Frequency, Stiffness, and Decrement than healthy subjects and a lower Relaxation (p <0.05). DISCUSSION. The results presented in this study are comparable to those obtained by other authors who analysed the MMPs and found altered values of these variables in different conditions that present with pain and even in rheumatic diseases. However, the differences obtained, even maintaining the same trend, were smaller than those reported in other pathological populations, which can be attributed to the acute stage that was the object of study. Surprisingly, cervical ROM measurements in subjects with acute NP were similar to those recorded in healthy subjects in other authors' studies but lower than controls or low back pain in our study, probably due to compensatory mechanisms. As far as has been known, this is the first study to address the discriminatory capacity of MMPs between subjects with acute NP, acute low back pain, and healthy subjects, so direct comparison with previous research has not been possible. The results presented in this study are comparable to those obtained in the case of subjects with acute NP, an age relationship was identified in the MMPs, where the older, the greater the tone and stiffness, and the less elasticity, in addition to presenting a reduction in ROM associated with age. This effect of age, being reported previously, offers a novelty the objectification of interactions with the moment in which it is evaluated. This result offers the possibility of discriminating the most opportune moment to evaluate these MMPs depending on the age and clinical status of the subject. CONCLUSIONS. There are differences depending on the clinical involvement in the characteristics of MMPs of the cervical musculature. Specifically, the presence of acute low back pain and acute NP can increase tone and decrease tissue elasticity. The elasticity of the tissues and the ROM in flexion allows discriminating the subjects with acute spinal, lumbar and / or NP from the healthy ones. ROM and MMP alterations are associated with age and/or the presence of acute pain but not with alterations in the intensity and quality of pain or with disability. Finally, the sequenced movement used in the conventional metrological análisis modifies the Frequency in young subjects with NP, so the moment chosen to evaluate the baseline situation of the MMPs should be before the ROM recording.