El ligamento cruzado anterior (LCA) y su evaluación con la termografía: una revisión crítica de la literatura científica

El ligamento cruzado anterior (LCA) y su evaluación con la termografía: una revisión crítica de la literatura científica

07/07/2021 By : Victor Escamilla & Alejandro del Estal Infografías

La lesión de ligamento cruzado anterior se puede analizar con termografía ya que tiene múltiples repercusiones a nivel fisiológico, de cara a controlar los procesos agudos y crónicos, según nos muestra una amplia revisión de la literatura científica.

La lesión del ligamento cruzado anterior es una de las más severas y con mayor incidencia en la práctica deportiva, después de las producidas en la articulación del tobillo. Sobre todo, en aquellos deportes con oposición donde el contacto con un oponente, la carga neuromuscular elevada y las mecánicas de movimiento requieren pivotajes sobre el miembro inferior, cambios de dirección y aterrizajes de forma repetida.

Epidemiología de la lesión del ligamento cruzado anterior (LCA) en múltiples disciplinas deportivas.

En una revisión epidemiológica de varias disciplinas deportivas en adolescentes (Joseph et al., 2013) se observaron varios datos muy relevantes sobre esta lesión:

  • El primero de ellos, subraya a la rodilla como la articulación con más cirugías. El 50% de las lesiones que se producen en la rodilla involucran al LCA. Debido a su largo proceso de rehabilitación y a los costes del servicio quirúrgico, las aseguradoras estadounidenses estiman el gasto económico anual de la reconstrucción del LCA en mil millones de dólares.
  • El segundo dato, apunta a que las mujeres son más propensas a sufrir esta lesión. Ellas tienen entre 4 y 6 veces más probabilidad de sufrir una lesión de LCA que los hombres. Además, es una lesión que desemboca con relativa frecuencia en el fin de la carrera deportiva de la atleta. Al mismo tiempo, puede afectar de manera permanente a la actividad física diaria, ya que este tipo de lesión aumenta el riesgo de sufrir osteoartritis de manera prematura y desarrollar dolor crónico.
  • El tercer y último dato, es la relación que tiene el tipo de disciplina deportiva con la lesión. Es importante señalar que independientemente del tipo de disciplina, un 74,9% de las lesiones que se produjeron durante el estudio tuvieron lugar durante la competición, por lo que la competición es un factor de riesgo importante. Los deportes con mayor incidencia para la lesión de LCA en el colectivo de las mujeres fue el fútbol seguido del baloncesto. Mientras que, para los hombres, el fútbol americano y el fútbol, fueron los deportes de mayor incidencia.

La termografía como ayuda al diagnóstico en la lesión del ligamento cruzado anterior

Como hemos visto, la lesión del ligamento cruzado anterior es una de las lesiones deportivas que más preocupa a la traumatología deportiva y, por ende, una de las más investigadas por la ciencia. En una sencilla búsqueda en PubMed con el término “anterior cruciate ligament injury” se obtienen 16.247 resultados (imagen 1).

ligamento cruzado anterior busqueda
Imagen 1. Búsqueda en Pubmed del término “anterior cruciate ligament injury.

Sin embargo, es curioso que, si añades el término “thermography”, obtienes únicamente 5 resultados, de los cuales el primero es en un estudio realizado con perros (imagen 2).

ligamento cruzado y termografía
Imagen 2. Búsqueda en Pubmed del término “anterior cruciate ligament thermography

Es una lesión multifactorial, donde destacan los factores la fatiga neuromuscular y el estado del tejido como los marcadores más importantes en el riesgo de desencadenar la lesión.

(Acevedo, R. J et al 2014).

Además, es una lesión que, a pesar de los avances tecnológicos y de la evolución en las técnicas de entrenamiento y prehabilitación, tiene un incremento anual en su incidencia. El grupo de Ekstrand y colaboradores (Waldén et al., 2016) señalan que no existe una reducción en la tendencia de lesiones del ligamento cruzado anterior en equipos profesionales que disputan campeonatos internacionales, como se puede ver en la figura 1.

ligamento cruzado evolución
Figura 1. Tendencia en la tasa lesional de LCA en jugadores hombres de fútbol profesional, en función de la temporada, desde 2001 a 2015. Adaptado de Waldén et al. (2016).

Además, sólo dos tercios de los jugadores que se rompen el LCA siguen compitiendo a máximo nivel tres años después de la lesión. Por lo tanto, el índice de abandono de la práctica deportiva en alto rendimiento es muy elevado, aun disponiendo de todos los medios posibles para su recuperación.

Es por ello que el desarrollo científico de nuevas tecnologías como la termografía puede suponer un avance significativo. La principal ventaja es que ayuda a monitorizar el estado de los tejidos del atleta durante los periodos competitivos, lo que facilita la prevención de lesiones. Además, ayuda a controlar la evolución de la recuperación post-cirugía o post-tratamiento conservador del LCA. De esta manera, se consiguen analizar los procesos de efusión durante la rehabilitación. Éstos podrían ralentizar return-to-play y son, además, un factor predisponente al desarrollo de osteoartritis prematura. En este aspecto, la termografía podría ser una herramienta clave en la monitorización de esos procesos.

El desarrollo científico de la termografía para la monitorización de la lesión de ligamento cruzado anterior.

De manera anecdótica en 2010, Hildebrandt y colaboradores citan sobre esta lesión en un apartado de su artículo: “An overview of recent application of medical infrared thermography in sports medicine in Austria”. Muestran cómo la termografía puede aplicarse para evaluar las lesiones traumáticas, poniendo de ejemplo a la lesión del LCA en esquiadores (Hildebrandt et al., 2010).

Hildebrandt y colaboradores mostraban un único caso de un esquiador que se había lesionado hacía 6 semanas la rodilla derecha (imagen 3, izquierda). La imagen muestra una hipertermia alrededor de la zona patelar, como resultado del proceso inflamatorio, el cual iba ligado a un cuadro de dolor. En la imagen 3 derecha, se representa la misma rodilla 6 meses después del extenso programa de rehabilitación, donde se puede observar un claro descenso de la temperatura. Aunque sigue estando presente una señal hipertérmica, conocida como “cicatriz térmica”: Parece quedarse sobre la estructura a largo plazo, según nuestra experiencia, desde algunos meses a varios años.

ligamento cruzado anterior y termografía evolución
Imagen 3. Izquierda: Rodilla derecha con lesión de LCA de 6 semanas de evolución. Derecha: mismo atleta, 6 meses después. Adaptado de Hildebrandt et al. (2010).

No es hasta el 2016, cuando desde el grupo de termografía de la Facultad de Ciencias de la Actividad Física y el Deporte, de la Universidad Politécnica de Madrid, se publica una tesis con el título: “Use of infrared thermography as a tool to monitor skin temperature along the recovery process of an anterior cruciate ligament surgery” (Cano, 2016). En ella, se evalúa el proceso de rehabilitación del LCA semanalmente durante seis semanas, complementándose con una toma de datos transversal a los 18 meses. La muestra del estudio fue de 25 sujetos, de una media de edad de 32 años que se lesionan en su mayoría practicando deporte. En el estudio, los sujetos siguieron un programa de rehabilitación de seis semanas distribuido en tres fases de progresión.

En las tres primeras semanas de rehabilitación, se trabajó la fase 1, que consistía en restaurar el rango de movimiento, la modulación del dolor y el proceso de inflamación. Se buscaba restablecer la marcha sin elementos externos y retirar los elementos ortopédicos.

En las siguientes tres semanas, si el departamento médico lo autorizaba, se avanzó a la fase 2.  El objetivo fue obtener el rango completo de movimiento, la adaptación a la marcha normal, el incremento de la fuerza y la flexibilidad, el condicionamiento cardiovascular, acciones de propiocepción y actividades cíclicas como bicicletas. Además, en la última semana se incluyeron actividades de recepción y deceleración del cuerpo tras salto en una colchoneta.

A partir de entonces, se entró en la fase 3, donde se les dio el alta para que pudieran retornar a sus actividades de la vida diaria (AVD). A los 18 meses, se les volvió a contactar para la evaluación transversal.

Los resultados muestran que la pierna no lesionada tiene un patrón hipertérmico superior a la pierna lesionada en toda la cadena posterior, que es estadísticamente significativo. Este hecho ocurre tanto en el momento de empezar la rehabilitación como en el momento en el que finaliza (Figura 2).

datos ligamento cruzado anterior
Figura 2. Valores de temperatura máximos para AV (Vista Anterior de la pierna) y PV (Vista Posterior de la pierna) para la pierna lesionada y no lesionada. Adaptado de Cano (2016).

Esto se puede deber principalmente a dos factores:

  • El primero de ellos, la sobresolicitación de la pierna no lesionada para las AVD. Esto podría llevar a estar compensando de forma asimétrica, al realizar más acciones y con mayor carga del lado sano. El autor define este hecho como “sobrecarga funcional por compensación”. Debido al aumento de la solicitación del sóleo al involucrar su reclutamiento antes del contacto con el suelo (Cano, 2016). Además de la anticipación de la deceleración del cuerpo con la misma longitud del paso, lo que requiere predominantemente un aumento de la actividad del complejo isquiosural (Colné & Thoumie, 2006).
  • El segundo factor, que va en línea con el primero, es que existe una inhibición de la musculatura posterior de la pierna lesionada. Esto ocurre sobre todo en el complejo isquiosural, debido a la técnica quirúrgica, ya que la plastia quirúrgica se extrae mediante la técnica del tendón del semitendinoso de la pierna lesionada. Esto, unido a los procesos de inhibición propios del sistema neuromuscular, hace que la temperatura de la cadena posterior de la pierna lesionada sea menor.

Mientras que, para la cadena anterior, debido a la inflamación y a los procesos biológicos de reparación tisular, existe un patrón hipertérmico a favor de la pierna lesionada.

Cabe destacar que, si se indaga más en los datos, encontramos que ciertamente la cadena anterior es hipertérmica, ya que existe un foco principal de calor en la rodilla que desvirtúa el análisis estadístico. Al observar más detenidamente la región de interés (ROI, del inglés Region of Interest) del cuádriceps de la pierna lesionada, se aprecia que existe una hipotermia con respecto a la pierna sana (Figura 3).

datos ligamento cruzado anterior
Figura 3. Figura A: corresponde a las ROIs de la pierna lesionada antes y después de terminar la rehabilitación para los valores de temperaturas medias y máximas. Figura B, corresponde a las ROIs de la pierna no lesionada antes y después de terminar la rehabilitación para los valores de temperaturas medias y máximas. Figura C, avatar con las ROIs seleccionadas en el estudio para la vista anterior y posterior. Adaptado de Cano (2016).

Del mismo modo que ocurría con la inhibición de su antagonista, el cuádriceps de la pierna lesionada también sufre una inhibición a causa de la cirugía. Este es un fenómeno conocido como inhibición artrogénica, muy común en pacientes postoperatorios. Es curioso que, a pesar de que se destinan muchos esfuerzos a fortalecer y activar esa musculatura, los efectos de la inhibición cortical se mantienen en el tiempo.

Estos efectos se conocen como SICI (por sus siglas en inglés, short interval intracortical inhibition) y están en sintonía con las investigaciones sobre el proceso que sufre el cuádriceps durante la rehabilitación de esta lesión

(Kuenze et al., 2015).

Por último, los autores mostraban unos hallazgos 18 meses después similares a los que se encontraron en el estudio de Hildebrandt et al. (2010). A pesar de que el tiempo transcurrido había sido tres veces mayor, existe una huella o cicatriz térmica, similar a la encontrada a los seis meses para las lesiones que involucran el tejido ligamentario.

Por lo tanto, se propone que la asimetría térmica debería asumirse como perfil individualizado de los pacientes con operación del LCA. Debe monitorizarse para controlar los procesos de osteoartrosis prematura en los casos en los que la temperatura de la articulación varíe de su nuevo perfil individual.

Caso de estudio ThermoHuman: judoca olímpica que sufre lesión en el ligamento cruzado anterior.

A continuación, os mostramos en la imagen 4 el caso clínico de una judoka olímpica. Fue evaluada durante su proceso de rehabilitación de la reconstrucción del LCA en la rodilla izquierda. Se puede observar la inhibición artrogénica del cuádriceps de la pierna izquierda, como comentamos anteriormente. Además, se observa una mayor solicitación de la pierna contralateral, probablemente consecuencia de la compensación en las AVD. La suma de ambos factores da como resultado una hipertermia en la cadena posterior izquierda. (Imagen 4)

caso LCA y termografía
Imagen 4: Judoca a los 2 meses de la operación con los signos claros de “sobrecarga funcional por compensación” y la ROI de la rodilla lesionada con señal hipertérmica. Imágenes propiedad de ThermoHuman.

Además en la evolución si analizamos con el protocolo específico de rodilla, podemos observar que queda presente la “cicatriz térmica” en la rodilla izquierda (Imagen 5).

protocolo rodilla
Imagen 5: Evolución con el protocolo específico de rodilla para evaluar la “cicatriz térmica”. Imágenes propiedad de ThermoHuman.

Por otro lado, es muy interesante señalar cómo el pie en su vista plantar sufre cambios térmicos (Imagen 6). En las fases iniciales de la recuperación encontramos un patrón hipertérmico en el pie de la pierna no lesionada, lo que se podría relacionar con una compensación biomecánica de la marcha. Aunque este último fenómeno, también podría tener una explicación vascular.

pie y LCA
Imagen 6: A) Análisis específico del pie ThermoHuman a los dos meses de rehabilitación del LCA, valores de hipertermia en la pierna no lesionada. B) A) Análisis específico del pie ThermoHuman a los ocho meses de rehabilitación del LCA, valores cercanos a la simetría.

Ya que, Litscher et al. en su investigación (Litscher et al., 2014) compararon dos tipos de terapias manuales a pacientes con reconstrucción del LCA:

Estos autores encontraron que la terapia clásica aumentaba la temperatura de la rodilla, pero de ninguna zona adyacente más. Sin embargo, la terapia alternativa (RegentK) conseguía una respuesta sistémica. Esto implicó una estimulación del sistema linfático, mejorando la oxigenación de la estructura, y de la rodilla contralateral como un efecto cruzado reflejo orquestado por el cerebro.

Además, se consiguió aumentar la temperatura del pie (Figura 5). Esto podría indicar que la inflamación sobre la rodilla reduce el flujo sanguíneo y de información a la parte más distal de la articulación. Por ello, también existe una asimetría hipotérmica y no sólo a consecuencia de una compensación biomecánica en el pie lesionado (Litscher et al., 2013).

terapia
Figura 4. Figura A: cambios en la temperatura máxima de las regiones de la rodilla y el pie antes y después de la aplicación de la terapia alternativa (RegentK). Figura B: Cambios en los termogramas antes y después de la aplicación de la terapía alternativa (RegentK). Adaptado de Litscher et al. (2014).

Conclusiones

La termografía parece ser una herramienta útil para monitorizar los procesos de recuperación tras una reconstrucción del ligamento cruzado anterior. En la literatura científica, existen pocas investigaciones de calidad acerca de la progresión de la temperatura a lo largo del proceso de recuperación.

Las conclusiones principales que se extraen de la revisión de la literatura y del seguimiento propio de los casos clínicos de ThermoHuman son:

  • La lesión en el tejido ligamentario cursa con un cuadro hipertérmico en las ROI de la rodilla lesionada. Esa señal hipertérmica genera una asimetría con respecto a la rodilla sana que se prolonga en el tiempo.
  • Las rodillas lesionadas de LCA tienen una señal hipertérmica fijada en el tiempo. Es decir, las lesiones del LCA generan una “cicatriz térmica” que se deben integrar dentro del perfil individual del deportista para controlar procesos más sensibles. como el desarrollo prematuro de la osteoartritis de rodilla, al desviarse de su patrón normal esa asimetría, como la métrica de la asimetría neutralizada muestra.
  • Por último, durante el proceso de recuperación, tanto la inhibición artrogénica del cuádriceps como del complejo isquiosural, son dos objetivos fundamentales a solventar por el profesional de la salud y el deporte. La termografía permite monitorizar cómo se encuentran esos procesos de activación y de compensación por parte de la pierna contralateral.

REFERENCIAS

Acevedo, R. J. Rivera-Vega, A., Miranda, G., & Micheo, W. (2014). Anterior Cruciate Ligament Injury. Current Sports Medicine Reports, 13(3), 186–191.

Cano, S. (2016). Use of infrared thermography as a tool to monitor skin temperature along the recovery process of an anterior cruciate ligament surgery. https://doi.org/10.20868/upm.thesis.41041

Colné, P., & Thoumie, P. (2006). Muscular compensation and lesion of the anterior cruciate ligament: Contribution of the soleus muscle during recovery from a forward fall. Clinical Biomechanics (Bristol, Avon), 21(8), 849-859. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2006.04.002

Hildebrandt, C., Raschner, C., & Ammer, K. (2010). An Overview of Recent Application of Medical Infrared Thermography in Sports Medicine in Austria. Sensors (Basel, Switzerland), 10(5), 4700-4715. https://doi.org/10.3390/s100504700

Joseph, A. M., Collins, C. L., Henke, N. M., Yard, E. E., Fields, S. K., & Comstock, R. D. (2013). A multisport epidemiologic comparison of anterior cruciate ligament injuries in high school athletics. Journal of Athletic Training, 48(6), 810-817. https://doi.org/10.4085/1062-6050-48.6.03

Kuenze, C. M., Hertel, J., Weltman, A., Diduch, D., Saliba, S. A., & Hart, J. M. (2015). Persistent neuromuscular and corticomotor quadriceps asymmetry after anterior cruciate ligament reconstruction. Journal of Athletic Training, 50(3), 303-312. https://doi.org/10.4085/1062-6050-49.5.06

Litscher, G., Litscher, D., Ofner, M., Gaischek, I., & Malliga, D.-E. (2014). Temperature Measurements in Rehabilitation in Patients with Completely Ruptured Anterior Cruciate Ligament before and after RegentK and Physiotherapy. Medicines, 1(1), 12-21. https://doi.org/10.3390/medicines1010012

Litscher, G., Ofner, M., & Litscher, D. (2013). Manual Khalifa Therapy in Patients with Completely Ruptured Anterior Cruciate Ligament in the Knee: First Results from Near-Infrared Spectroscopy. North American Journal of Medical Sciences, 5(5), 320-324. https://doi.org/10.4103/1947-2714.112477

Viola, R. W., Steadman, J. R., Mair, S. D., Briggs, K. K., & Sterett, W. I. (1999). Anterior cruciate ligament injury incidence among male and female professional alpine skiers. The American Journal of Sports Medicine, 27(6), 792-795. https://doi.org/10.1177/03635465990270061701

Waldén, M., Hägglund, M., Magnusson, H., & Ekstrand, J. (2016). ACL injuries in men’s professional football: A 15-year prospective study on time trends and return-to-play rates reveals only 65% of players still play at the top level 3 years after ACL rupture. British Journal of Sports Medicine, 50(12), 744-750. https://doi.org/10.1136/bjsports-2015-095952

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