Goniómetros y electrogoniómetros. Dolor de espalda (2)

Como es bien sabido los goniómetros son instrumentos de medición de ángulos, por lo que nos permite medir el movimientos de las articulaciones. Si somos capaces de fijarlos a la articulación puede informarnos del movimiento de la articulación de forma co
ntinuada y en tiempo real. Si sustituimos el eje por un potenciómetro nos permitirá poder utilizarlos en biorretroalimentación. Un potenciómetro de mando como los que se usan para controlar el volumen de una radio o de un equipo de música tiene una resistencia variable e indirectamente de esta manera ( ¡ acordemonos de la Ley de Ohm!) se puede controlar la intensidad de la corriente.

La relación entre los goniómetros y la biorretroalimentación es muy interesante. Surge en los primeros años, es una tecnología sencilla (realmente el terapeuta se construye sus aparatos) y surgen de la colaboración entre diferentes profesionales (normalmente psicólogos, médicos y terapeutas ocupacionales) En los años setenta cuatro equipos diferentes de cuatro ciudades diferentes diseñaron y construyeron diferentes electrogoniómetros para su uso como aparatos de biorretroalimentación: Harris et al. (1974) en Seattle; Herman (1973) en Philadelphia; Kukulka, Brown y Basmajian (1975) en Atlanta y Ball et al. (1977) en California.

Fredric A. Harris (en la foto su aparato), que trabajaba en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle, utilizó un electrogoniómeto para registrar la posición del brazo en niños con parálisis cerebral . El feedback se proporcionaba en un gran dial que los niños intentaban mover dentro de determinados límites para evitar que se activara una bocina. Los niños mostraron un incremento del rango de movimiento y una mayor suavidad y precisión en el movimiento de los brazos.

Thomas S. Ball, psicólogo, también utilizó un goniómetro automatizado en sujetos con parálisis cerebral para registrar los movimientos de los brazos en un sujeto y de los movimientos de las piernas en otro. Un feedback musical era contingente con la correcta extensión y flexión de los movimientos. Este autor imaginó un gran número de aparatos con acelerómetros y mecanismos con mercurio.

Richard M. Herman, médico de Philadelphia en ese momento y actualmente profesor en la Universidad Estatal de Arizona trabajó con feedback sensorial y realizó un trabajo con goniómetros con retroalimentación auditiva y visual con sujetos con ictus y mostró que podían realizar e inicar actividad muscular fina después del entrenamiento.

En cuarto lugar tenemos a un equipo que desarrolló claramente la biorretroalimentación electrogoniómetrica. Aunque lo dirigía John Basmajian (que ha sido un pionero de la biorretroalimentación electromiográfica) y se encontraba en él el fisioterapeuta Carl G. Kukulka fueron DM Brown, terapeuta ocupacional (que llegó a publicar sobre el tema al menos diez artículos) y Gary deBacher, psicólogo, que también diseñó decenas de aparatos de este tipo que forman parte de la historia de esta modalidad.

Existen dos tipos de goniómetros. En primer lugar están los electrogoniómetros que pueden ser a su vez electrogoniómetros potenciométricos y los electrogoniómetros flexibles. Los primeros son de los que ya hemos hablado y tienen la desventaja de que no se ajustan a la forma del cuerpo y los segundo si se adaptan. En segundo lugar tenemos los goniómetros de fibra óptica.

Los electrogoniómetros potenciométricos se han utilizado en los siguientes trastornos: el equinismo durante la marcha, el genu recurvatum en el ictus, en alteraciones de alineación del tronco y se ha mostrado especialmente util en los amputados por encima de la rodilla para controlar una rodilla prótesica. Se han construido aparatos retroalimentadores compatos como el Entrenador de la posición de la articulación (Joint Position Trainer) (Koheil y Mandel, 1980).

Los electrogiómetros flexibles son relativamente pequeños y suficientemente discretos como para poder ser llevados debajo de la ropa. Los más utilizados son los electrogoniómetros flexibles de Biometrics (www.biometricsltd.com) que no tienen distribuidor en España. Una desventaja con respecto a los electrogoniómetros potenciométricos es su alto coste y su durabilidad que parece puede no ser mucho por el desgaste en la torsión de los cables flexibles (cuando tengamos información sobre este punto la señalaremos).

Varoqui (2011) nos muestra una aplicación (a la izquierda) de los electrogiómetros de Biometrics para el reaprendizaje de patrones posturales adecuados para sujetos con secuelas a consecuencia de un ictus.

Aunque se han diseñado aparatos más complejos este conlleva muchas ventajas. En este diseño se registraban en el plano sagital los movimientos angulares con cuatro electrogoniómetros de Biometrics que se conectaban a un sistema de adquisición de

datos (Datalink) también de Biometrics. Se le pedía a los sujetos (tal como aparece en la ilustración de la izquierda) que emparejaran su coordinación (linea más gris) con la línea negra (coordinación adecuada).

Una alternativa interesante con un coste menor es la fabricación por uno mismo con sensores flexibles de Spectra Symbol (9,25€ cada uno) propuesto por Wang, King, Do y Nenadic (2011) (http://www.sparkfun.com/datasheets/Sensors/Flex/FlexSensor.pdf) Lo puedes encontrar en www.compranovedades.com y en tuxbrain.com (a 10,96€). Según Wang et al. el coste total es de unos setenta dólares pero algunos componentes se pueden volver a utilizar por lo que el coste real es menor.

En último lugar hablamos de los últimos goniómetros que han aparecido en el mercado: los goniómetros de fibra óptica. Se basan en el principio de que los cambios en la columna cambian la dirección de la luz que viaja a lo largo de la fibra óptica, de manera que la pérdida de luz varía de acuerdo a la cuvatura de la fibra óptica. Los goniómetros de fibra óptica son desarrollados por Stigant (2000) realizando su tesis doctoral y mejorada por Bell y Stigant (2007) que incorporó un segundo goniómetro (tal como aparece en la fotografia de la derecha) con el fin de medir también los movimientos de la cadera y así poder medir los movimientos de la cadera y de la columna lumbar mientras el sujeto está o bien sentado, de pie o caminando. Posteriormente ha sido validado por Bell y Stigant (2008). Este goniómetro surge precisamente con el fin de mejorar la evaluación de los factores de riesgo biomecánicos en la lumbalgia. No se ha utilizado con el fin de proporcionar biorretroalimentación pero los positivos resultados permiten pensar que la aplicación es totalmente posible.

Wang T, King Ch. E., Do AH y Nenadic Z (2011). A durable, low-cost electrogoniometer for dynamic measurement of joint trajectories. Medical Engineering & Physics, 33, 546-552.