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ESTRES DE CODO, MANGA MOTUS, Y VELOCIDAD.

| Investigación, Mecánica de Pitcheo
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Octubre 28, 2016

EXPLICANDO ESTRÉS DE CODO Y TORSIÓN

Cuando se mide el estrés del codo en laboratorios biomecánicos, a menudo se mide el estrés máximo o pico. Este estrés pico, a menudo ocurre durante lo que muchos investigadores llaman la fase de “arm cocking” ( cuando el brazo está en forma “L”) de la mecánica de pitcheo. La fase de ‘arm cocking’ se encuentra o sucede al contacto del pie delantero con el piso y máxima rotación externa del hombro. 

El estrés que se produce durante este tiempo se llama estrés valgo, que a su vez causará una reacción igual de torque varo en el codo. En el estudio de Glenn Fleisig, titulado Biomechanics of Baseball Pitching: Implications for Injury and Performance, lo explica mas a fondo:

“En la posición de ‘arm cooking’, justo antes de la máxima rotación externa, el brazo está experimentando un torque varo. En esta posición, el torque varo máximo del codo en es de 99 + -17 Nm. Lo que equivale a sostener aproximadamente un peso de 55 lb en la mano en ese instante “.

Como explica la tercera ley de la física de Newton, cada acción provoca una reacción opuesta e igual. Por lo tanto, en un esfuerzo por evitar que su brazo gire externamente demasiado lejos debido al estrés valgo, se necesita un torque (varo) excéntrico de rotación interna.

Este torque o torsión es a menudo el torque máximo colocado en el codo. Soportar esta carga depende del ligamento colateral cubital (UCL por sus sigla en inglés) y la musculatura adyacente.

Así que, en un nivel básico, entendemos que desacelerar el brazo en rotación externa e iniciar la rotación interna (poscion “L” del brazo,máxima rotación externa, hacia la aceleración) es muy estresante para el codo.

UTILIZAR EL SENSOR MOTUS PARA MEDIR EL ESTRÉS 

Creemos que el sensor MotusTHROW es una herramienta precisa para medir el estrés total del codo. Bajando la barra desde el laboratorio de biomecánica hasta el campo para que los atletas y entrenadores recopilen datos valiosos.

Mike Reinold presentó unos datos interesantes en el SabreSeminar de este año que indica que el sensor MotusTHROW tiene un valor de correlación intraclase (ICC) de 0.99 para el torque valgo/varo vs estrés (newton-metros) y el laboratorio del American Sports Medicine Institute (ASMI) en Birmingham, AL . Desde entonces hemos confirmado estos hallazgos con Glenn Fleisig (jefe de investigación de biomecánica de ASMI). Por lo tanto, podemos estar seguros de que el sensor MotusTHROW da lecturas muy cercanas a los valores de torque del codo que publica ASMI.

La medida de esfuerzo MotusTHROW da su medida en newtons/metros. Newton/metro (Nm) es una unidad de medida de torque, que puede describirse como una fuerza de torsión que tiende a causar rotación. 

Así que, ahora sabemos lo que mide la aplicación MotusTHROW (estrés en Newton Metros (Nm)) y que es precisa en comparación con un laboratorio como ASMI.

Sabiendo esto, también debemos entender que hay una diferencia entre el estrés total y el estrés específico. Lo que la medida de estrés no nos dice es si este estrés está ocurriendo directamente en el UCL o en alguna combinación de el UCL y la musculatura adyacente.

Cómo James Buffi ha declarado anteriormente: “Hay más de 10 músculos que cruzan el codo, y cuando sólo consideramos la carga total del codo, realmente no tenemos forma de calcular cómo alguno de estos músculos está afectando individualmente la carga en el UCL durante un tiro”.

Podemos asumir que la medida de estrés de MotusTHROW es una medida precisa del estrés total del codo, pero no sabemos cómo se distribuye ese estrés a través de los músculos y ligamentos del codo.

¿Qué significan las otras medidas?

En este momento, no tenemos suficientes datos biomecánicos para validar las otras medidas que ofrece Motus. Esperamos poder hacerlo para la primavera, pero por ahora analizaremos la medida del estrés.

¿QUÉ SIGNIFICA LA MEDIDA DE ESTRÉS DE MOTUSTHROW? BUSCANDO CONTEXTO EN LA INVESTIGACIÓN

Podemos observar las diferentes investigaciones para encontrar un contexto en las lecturas de estrés. Tenga en cuenta que todos estos números son instantáneos, no sabemos cómo, o si estos números cambiarían en diferentes circunstancias de entrenamiento.

Algunas de las diferencias entre las investigaciones pueden ser explicadas por el momento en que se realizó el estudio, la tecnología disponible o utilizada, y la muestra de atletas. (¡Por eso tratamos de recrear la mayor cantidad de investigaciones posible!). Pero se observa un rango de 52-120 Nm como posibles torque varo producidos en el codo, lo que parece ser un rango amplio.

La aplicación MotusTHROW ofrece un rango de alto esfuerzo propio, 52-67 Nm, que coincide con los estudios anteriores y nuestro estrés medio que encontramos en nuestros atletas de 62 Nm. Nuevamente, lo que significan estos números en un contexto de entrenamiento específico aún está en debate.

Un estudio en particular si señaló diferencias en los niveles de estrés entre los diferentes niveles de juego (ej: juvenil, secundaria, profesional…).

Los investigadores encontraron que las fuerzas de las articulaciones y el torque aumentaron con cada nivel de competencia, con alguna diferencia en la cinemática entre niveles también. Esto le da un contexto a los niveles de estrés que puede ver con MotusTHROW con atletas de diferentes edades.

(Para referencia de este artículo, Cinemática en el artículo anterior se refiere a: máxima velocidad angular de la pelvis, máxima velocidad angular del torso superior, flexión máxima del codo, máxima rotación externa del hombro. Aunque no es la definición más precisa, la cinemática describe el movimiento y puede considerarse como medidas reales de mecánica o diferencias mecánicas.)

Así que, tenemos una idea de cuándo ocurre el estrés máximo en el codo y tenemos una herramienta que puede medir el estrés con precisión, pero no sabemos exactamente cómo se distribuye ese estrés. Además, tenemos un contexto sobre cómo esos números se comparan con los estudios biomecánicos de atletas de diferentes edades.

DATOS QUE HEMOS RECOPILADO

Hasta ahora, hemos tenido 17 pitchers lanzar bullpens en nuestras instalaciones, que van desde 6-19 lanzamientos usando la manga MotusTHROW. El número de lanzamientos fue diferente debido a los diferentes objetivos del trabajo en el montículo según su plan de entrenamiento (velocidad del montículo vs  bullpen) y algunos atletas no les gustó cómo se sentía la manga.

Para el propósito de este artículo, solo estamos examinando  las rectas de 4 y 2 costuras. Los datos se recolectaron como días de velocidad de montículo para atletas universitarios (“mound velo”) o recolección de datos básica para los atletas profesionales. Estos lanzadores lanzaron menos de 10 lanzamientos rompientes en total, y esos lanzamientos fueron eliminados del análisis.

Actualización: El artículo original tenía 17 lanzadores y desde entonces se ha actualizado a 19 lanzadores. Los números a continuación se han cambiado para reflejar ese cambio. Los números a continuación también solo observa/examina los 6 lanzamientos más rápidos de cada lanzador.

¿HAY UNA CORRELACIÓN ENTRE EL ESTRÉS Y LA VELOCIDAD DE LANZAMIENTO?

Observando nuestros propios datos con un coeficiente de correlación de Pearson, terminamos encontrando una relación bastante pequeña entre la medida de estrés y la velocidad de lanzamiento (a través de 114 lanzamientos): .29 Rˆ2. Lo cual fue un hallazgo bastante sorprendente.

Incluso podemos eliminar los valores atípicos (88.6 MPH a 36 Nm de estrés y 84.45 MPH a 30 Nm de estrés) y la relación solo sube a .32 Rˆ2, que todavía es sorprendentemente baja. Observando más de cerca, puede ver que las medidas de cada lanzador son altamente individualizadas. Vimos un rango de niveles de estrés entre nuestros 17 lanzadores de 30 Nm a 90 Nm.

Esto contradice una hipótesis comúnmente creída de que cuando se comparan lanzadores en una población, los que lanzan más duro también experimentan el mayor estrés. Solo estamos observando el estrés del codo, esto puede no sostenerse cuando se observa tanto el estrés del codo como el del hombro. ¡Pero este es un hallazgo muy interesante!

Mirando más a fondo nuestros datos, encontramos pequeñas correlaciones entre MPH/Velocidad del brazo (.13 Rˆ2) y Estrés/Velocidad del brazo (.02 Rˆ2). Aunque hubo un alto rango de la media en cuanto a las lecturas de estrés (30 Nm – 90 Nm), la media entre todos los lanzamientos fue de 61 Nm con una desviación estándar de 15.7 Nm. Todos nuestros datos son de acceso libre, puede encontrarlos aquí.

Nuestros datos de tiros desde el montículo terminaron siendo similares a los hallazgos del siguiente estudio: 

Correlation of Shoulder and Elbow Kinetics with Ball Velocity in Collegiate Baseball Pitchers (acceso libre).

“La regresión lineal simple reveló valores muy pequeños de Rˆ2, lo que indica que muy poca de la varianza en la cinética articular puede explicarse por la velocidad de la pelota… las correlaciones entre la velocidad de la pelota y el estrés valgo del codo y el estrés de rotación externa del hombro no fueron significativas ”

Esto sugeriría que la mecánica y el papel que tiene  la musculatura del codo jugarían un papel más importante en los niveles de estrés de lo que se cree actualmente.

Uno de los otros hallazgos más interesantes fue la cantidad de variación que los lanzadores pueden experimentar lanzando rectas. Algunos lanzadores estaban constantemente en el mismo rango de estrés, otros tendrían uno o dos valores atípicos fuertes. Ver estas variaciones en las lecturas de estrés puede llevarnos en varias direcciones.

Primero, el Motus ocasionalmente puede leer errores, aunque creemos que esto es poco probable. En segundo lugar, la ubicación del sensor puede moverse después de un cierto número de lanzamientos, afectando las lecturas debido a un cambio en la ubicación del sensor. Tercero, podría haber pequeñas diferencias mecánicas que están causando cambios en las medidas.

Nos inclinamos fuertemente hacia la segunda o tercera hipótesis. Si va a usar MotusTHROW, asegúrese, para fines de confiabilidad, de recordarle al lanzador que revise la manga y asegúrese de que el sensor esté en la misma posición durante los lanzamientos. 

Actualización: el Dr. Mike Sonne escribió un artículo utilizando nuestros datos. Descubrió que al eliminar a los dos lanzadores que lanzaron 6 lanzamientos y tomando en cuenta los 9 lanzamientos de mayor velocidad de los 15 lanzadores originales, la correlación entre la velocidad y el estrés sube a Rˆ2 0.32. Lo que sugiere que la relación entre el estrés y la velocidad es significativa.

“En resumen, la velocidad de lanzamiento muestra una relación significativa con el estrés del brazo, usando la manga Motus. Si lanza más fuerte, es probable que tenga mayores niveles de estrés en su UCL. Es importante acondicionar adecuadamente y ser fuerte, para que pueda soportar estas tensiones. Hay muchos otros factores que intervienen para determinar cuánto estrés tiene el UCL, pero estos deben ser estudiados más a fondo por grupos de trabajo arduo como Driveline e investigadores en otras instalaciones ”.

CONTRADICCIONES EN LAS INVESTIGACIONES: ESTRÉS Y VELOCIDAD

En este momento, nuestros números no sugieren una fuerte  relación entre el estrés del codo y la velocidad, pero esta conclusión contradice otras investigaciones, incluso algunas de nuestras propias investigaciones. 

  • El Dr. Mike Sonne encontró un Rˆ2 de .84 entre la velocidad de lanzamiento y el estrés del codo utilizando los datos que habíamos presentado en nuestro estudio Bauerfiend. Los datos se recopilaron en lanzamientos de terreno plano y no a la velocidad máxima.
  • Comparación cinemática y cinética de los lanzamientos de béisbol de total y parcial esfuerzo 
    • Se encontró una relación entre la velocidad y el estrés, pero no está claro si las diferencias se debieron al aumento de velocidad de la pelota o la cinemática alterada.
  • Comparación cinemática y cinética del lanzamiento de béisbol entre varios niveles de desarrollo
    • Había aumentos en velocidad y el estrés entre grupos de diferentes edades. Las diferencias cinemáticas también estuvieron presentes entre los grupos

Estos estudios no son claros en respecto a si el aumento del estrés se debe a aumentos de velocidad o cambios en la cinemática. Así que, la relación entre velocidad y estrés aún es incompleta.

¿UN MAYOR ESTRÉS ES MÁS PROBABLE A LLEVAR A UNA LESIÓN?

Lo que vemos hasta ahora es que las medidas que estamos recolectando coinciden con algunas de las investigaciones disponibles. Entonces, ¿podemos asumir que un mayor estrés puede estar relacionado con una mayor tasa de lesiones? No, porque todavía no sabemos cómo el estrés es distribuido.

Si observa el último estudio enumerado en la infografía anterior que compara los torques/torsiones varo del codo, puede ver que tenían un estudio bastante interesante que compara los lanzadores previamente lesionados con un grupo de control saludable. 38 lanzadores sin antecedentes de lesiones en comparación con 39 que tuvieron reconstrucción de UCL en los últimos 4 años. No hubo diferencias biomecánicas o de rango de movimiento pasivo entre los dos grupos y no hubo diferencias significativas en el estrés varo. De hecho, la media de la tensión varo de los dos grupos fue la misma, 99 Nm con las únicas diferencias en la desviación estándar.

*No hubo diferencias de rango de movimiento biomecánico o pasivo entre los grupos.

*Se desconoce si hubo diferencias antes de la cirugía, pero después de la cirugía no hubo diferencias significativas.

*Se desconoce si hubo diferencias antes de la cirugía, pero después de la cirugía no hubo diferencias significativas.

La manga Motus puede permitirnos recopilar suficientes datos sobre atletas de forma prospectiva en lugar de retrospectivamente, para así revelar diferencias entre los niveles de estrés del codo.

PROPÓSITOS DE ENTRENAMIENTO

En este punto, es demasiado pronto para decir qué significan estos números para fines de entrenamiento. Especialmente teniendo en cuenta que ha habido modelos de computadora que han encontrado que el aumento de la fuerza muscular puede disminuir la carga en el UCL. Si esto ocurriera mientras se usa una manga Motus, aún vería la medida de estrés, pero no tiene idea si ese número lo mantiene saludable o lo arriesga una lesión.

Es muy posible que pueda fortalecer la musculatura adyacente y tener un aumento de estrés total, pero una disminución  de estrés el UCL y no tener idea. También es posible que bajo nivel de estrés podría ser algo bueno o un riesgo de lesión porque no es una cantidad de fuerza lo suficientemente alta como para proteger el UCL a lo largo del tiempo.

En este momento, todas estas son posibilidades teóricas porque todavía no entendemos cómo cambia la carga del codo en respuesta a protocolos específicos de lanzamiento y entrenamiento

*Todos los números son hipotéticos 

*Investigaciones en cadáveres ha sugerido que el UCL aproximadamente solo puede proporcionar 32 Nm de torsión de codo varo, así que se utilizó 30 Nm en este ejemplo. 

*’Músculos’ es una generalización de las habilidades de generación de fuerza de los 10 músculos que cruzan el codo. Es probable que algunos de esos músculos juegen un papel más importante que otros en la reducción del estrés del codo.

Pensar en el estrés sabiendo que hay un gran desconocimiento de los efectos de la fuerte o débil musculatura  del codo, deja en claro que aún no podemos establecer cuál es el rango ideal de estrés

El mejor de los casos: seguir recopilando datos en diferentes circunstancias de entrenamiento y ver a dónde conduce. Esto es lo que el Motus nos permite hacer. Puede usar la manga cuando está lanzando en el montículo, lanzando ‘flatgrounds’, soltando largo, usando pelotas ‘plyo’ y darle seguimiento al progreso durante un período de tiempo. Luego podemos tomar estos datos, ver cómo cambian bajo diferentes protocolos de entrenamiento y luego acercarnos a comprender el verdadero contexto de lo que significa. La aplicación MotusTHROW también tiene opciones para la recolección de datos de pelotas pesadas y tiros a larga distancia. Aumentando las posibilidades de probar diferentes protocolos de entrenamiento y sus efectos.

RESUMEN

Sabemos cuándo ocurre el estrés pico/máximo en el codo. Tenemos una herramienta que puede medir con precisión el estrés y tenemos un contexto sobre cómo esos números se comparan con los estudios biomecánicos. Pero no sabemos exactamente cómo se distribuye el estrés en las medidas (Motus o Laboratorio) entre el UCL y la musculatura adyacente. Debido a esto, la relación entre la velocidad y el estrés puede no ser directa, como se creía anteriormente porque los números de estrés pueden ser alterados por la mecánica y la fuerza muscular. Este no es el momento de tomar decisiones drásticas de una sesión de lecturas. Es el momento de usar esta tecnología para darle seguimiento a los atletas a medida que progresan con el tiempo

Este artículo fue escrito por Michael O’Connell. Tanto Michael como Stephen Hart fueron responsables de la recolección de datos. El artículo fue editado y aprobado por Kyle Boddy, Presidente/Fundador de Driveline Baseball. 

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