Perchè si utilizza il test isometrico?
A seguito di qualsiasi infortunio all’apparato muscoloscheletrico, soprattutto in ambito sportivo, uno dei parametri più importanti per monitorare l’efficacia del percorso riabilitativo e la conseguente possibilità di ritorno al precedente livello di attività fisica è la misurazione dell’espressione di forza.
È infatti noto come, soprattutto in caso di ricorso alla chirurgia, i muscoli più direttamente coinvolti dall’infortunio perdano, oltre a volume, anche la capacità di sviluppare forza.
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Test isometrico o no?
Un deficit di forza al momento del ritorno in campo o della ripresa della normale attività fisica è uno dei parametri maggiormente correlati al rischio di recidive. Inoltre possono insorgere nuove problematiche.
Perciò negli anni, sono stati elaborati diversi protocolli e metodiche per testare la forza durante la riabilitazione e la riatletizzazione a seguito di un infortunio. I test più utilizzati a questo proposito sono:
- Test isometrico, in cui soggetto applica forza tramite una contrazione muscolare che non determina uno spostamento dei segmenti corporei.
- Prova isocinetica, in cui il soggetto applica forza e lo spostamento dei segmenti corporei interessati avviene a velocità costante.
- Test isotonico, che prevede l’applicazione di forza contro resistenze fisse.
In questo articolo ci concentreremo sulla prima tipologia di test, ovvero il test isometrico, sui suoi vantaggi e svantaggi.
Cos’è un test isometrico?
Il test isometrico rappresenta, con ogni probabilità, la tipologia più semplice e di facile comprensione tra i test disponibili e, di fatto, sono i primi ad essere stati elaborati.
La procedura è molto semplice. Infatti il soggetto assume una determinata posizione ed esercita forza contro una resistenza fissa. Successivamente, la forza esercitata viene misurata tramite dinamometri o apparecchiature più complesse e, successivamente, registrata.
Riguardo alla posizione da assumere si può attuare una prima distinzione tra esercizi a catena cinetica chiusa ed esercizi a catena cinetica aperta.
Test isometrico a catena aperta e chiusa
Nel primo caso rientrano tutti gli esercizi durante i quali il segmento distale (mano o piede) si muove (nel caso del test isometrico non c’è movimento ma la forza viene applicata contro una resistenza posta vicino al segmento distale) mentre quello prossimale rimane fisso.
Della seconda categoria, invece, fanno parte tutti gli esercizi nei quali il segmento distale è ancorato e quello prossimale si muove.
Esempio di esercizio a catena cinetica aperta (leg extension) e chiusa (affondo)
La scelta di una tipologia di test isometrico piuttosto dell’altra porta con sé sia vantaggi che svantaggi. I lavori a catena cinetica chiusa, infatti, sono generalmente ritenuti più funzionali in relazione alla prestazione in quanto di natura similare alla maggior parte dei gesti atletici sport-specifici.
Però, i risultati ottenuti con test di questo tipo possono essere meno utili al fine di identificare i progressi di forza nei muscoli interessati dall’infortunio o prossimali al sito di infortunio.
Gli esercizi a catena cinetica aperta, al contrario, permettono di identificare in maniera più precisa i deficit di forza di singoli gruppi muscolari. Però, forniscono queste informazioni in una situazione distante dal modello prestativo e, per alcune tipologie di infortunio (ad esempio dopo interventi di ricostruzione di legamenti o strutture stabilizzanti), possono risultare più pericolosi.
Di conseguenza sono sconsigliati nei primi periodi di riabilitazione (prime 6 settimane dopo interventi di ricostruzione del legamento crociato anteriore).
Qual è l’obiettivo del test isometrico?
I dati ottenuti tramite i test isometrici permettono di individuare il livello attuale di forza in un determinato movimento o di un singolo gruppo muscolare.
Questo si traduce nella possibilità di calcolare, durante il processo di riabilitazione, la differenza di forza tra l’arto infortunato e quello sano in modo da poter stabilire l’efficacia del processo riabilitativo.
L’utilizzo del test isometrico è consigliato durante il processo di riabilitazione in quanto i risultati possono essere utilizzati per determinare con maggior precisione il passaggio alle fasi successive di riatletizzazione e ritorno in campo. In questa ultima fase è più utile un test isocinetico o, comunque, con contrazioni dinamiche in quanto, come già accennato, maggiormente correlati alla prestazione.
È Infatti noto come il test isometrico differisca dalle altre tipologie di test soprattutto per quanto riguarda il pattern di attivazione nervosa che utilizza. Infatti questo è spesso distante da quello effettivamente impiegato per l’esecuzione dei gesti dinamici tipici della quasi totalità degli sport.
I parametri ottenuti nel test isometrico
I parametri principali che si possono ricavare da un test isometrico sono:
- Forza massima: picco di forza espresso durante una contrazione isometrica massimale. Questo dato risulta avere una buona correlazione con la sezione muscolare (CSA: cross-sectional area)
- Rate of force development (RFD): capacità di raggiungere il picco di forza nel minor tempo possibile. Questo parametro è maggiormente correlato alla composizione muscolare, ovvero, il contenuto percentuale di fibre veloci all’interno del muscolo.
- Deficit bilaterale: differenza di forza tra l’arto sano e quello infortunato. Questo parametro è particolarmente importante in quanto altamente correlato alla probabilità di recidiva dell’infortunio. Infatti per poter ritenere concluso il processo di riabilitazione, solitamente è richiesto un deficit di forza inferiore al 10%.
Formula di calcolo del deficit bilaterale
- Rapporto hamstrings-quadricipite (HQ): questa misurazione permette di verificare l’efficacia dei flessori del ginocchio nel controbilanciare la trazione del quadricipite sul piatto tibiale. Anche in questo caso, la misurazione della forza massima isometrica può dare un’indicazione molto più generale rispetto alla misurazione del rapporto esistente a livello del RFD dei due gruppi muscolari antagonisti. Il rapporto HQ risulta minore nei test isometrici rispetto ai test concentrici indicando un’inferiore capacità di esprimere forza in condizioni isometriche da parte degli hamstrings rispetto al quadricipite.
La seduta di test isometrico dell’arto sano
Affinché queste misurazioni siano utili è necessario programmare una seduta di test dell’arto sano appena dopo l’infortunio. Ciò permette di avere un riferimento di forza il più possibile aderente alla condizione precedente all’incidente.
Durante l’iniziale fase di riposo, infatti, è inevitabile una perdita di forza anche nell’arto non infortunato e, di conseguenza, il deficit di forza tra i due arti a questo punto del decorso sarebbe ridotto rispetto ai valori pre-infortunio.
Affidabilità del test isometrico
In generale, il test isometrico garantisce una grande affidabilità e riproducibilità nella misurazione della forza massima mentre, in caso di misurazione del RFD, l’affidabilità si riduce.
Considerato questo, in alcuni casi (ad esempio durante la riabilitazione post ricostruzione del legamento crociato anteriore) i test isometrici, oltre ad affiancare quelli isocinetici, possono costituire addirittura una valida sostituzione a questi ultimi.
L’affidabilità del test isometrico può essere, però, ridotta a causa del fastidio provocato dallo sviluppo di alti livelli di forza isometrica. Alcuni soggetti, infatti, possono ridurre l’intensità dello sforzo per il fastidio o dolore e, in alcuni casi, queste metodiche di rilevamento hanno portato ad infortuni.
Queste problematiche sembrano interessare maggiormente i test che prevedono l’esecuzione di esercizi multiarticolari rispetto a quelli monoarticolari. Questo probabilmente a causa delle maggiori forze totali esprimibili e dell’aumentata difficolta di stabilizzazione richiesta da questo tipo di movimenti.
Alcune accortezze
Per aumentare l’affidabilità del test isometrico è necessario:
- Eseguire una sessione di test per familiarizzare con la tipologia di esercizio richiesto circa 15 giorni prima del test vero e proprio. Ciò in quanto, tra la prima e la seconda sessione, si riscontrano, generalmente, differenze nel picco di forza di circa il 10%.
- Durante la seduta sono necessarie fino a 5 contrazioni massimali per raggiungere il picco di forza effettivo.
- Le indicazioni verbali durante il test influenzano il risultato. Infatti nel caso della misurazione della forza massima è necessario porre l’accento sull’applicazione della massima forza indipendentemente dal tempo impiegato per raggiungere il picco. Invece, per le misurazioni del RFD è più utile ricordare al paziente di esercitare la massima forza nel minor tempo possibile.
Validità del test isometrico
La forza isometrica è correlata a quella massima ma non ha grande correlazione con la performance dinamica. Perciò in questo secondo caso i test isocinetici risultano maggiormente indicati per determinare i livelli di forza espressi. Come facilmente intuibile, la correlazione aumenta leggermente se i test sono eseguiti in posizioni sport-specifiche.
La forza misurabile in un test isometrico si riduce nella prima settimana dopo l’infortunio e dovrebbe ritornare a livelli normali dopo circa 20-50 giorni. Dopo sei mesi da un’operazione di ricostruzione del legamento crociato anteriore, ad esempio, i livelli di forza vengono recuperati a distanza di circa un anno dalla data dell’infortunio. Dopo sei mesi la forza del quadricipite è ancora ridotta del 25% rispetto ai livelli pre-infortunio, mentre quella degli hamstrings di circa il 10%.
Protocollo di esecuzione di un test isometrico
Il protocollo standard per la somministrazione del test isometrico prevede:
- Esercitazione della massima forza e mantenimento per 3-4 secondi.
- la contrazione non deve essere preceduta da pretensionamento perché questo riduce sia la forza massima espressa che, in maniera più evidente, il RFD.
La posizione di esecuzione del test isometrico può essere scelta in base a 3 criteri differenti:
- Riduzione del margine di errore sulla misurazione. In questo caso è consigliato scegliere l’angolo articolare che permetta di sviluppare la massima forza possibile in base al grafico Forza – Angolo dell’articolazione testata.
- Massima sollecitazione delle strutture interessate dall’infortunio. È possibile, tramite ricerche biomeccaniche, individuare i movimenti tipici dello sport praticato che sollecitino maggiormente le strutture interessate dall’infortunio. Eseguire i test riproducendo questi movimenti permette di verificare l’efficacia del sistema muscolo scheletrico nelle situazioni più critiche riscontrabili durante la prestazione.
- Similarità con il modello prestativo. È stato dimostrato come, in seguito ad infortunio, la perdita di forza sia maggiore in esercizi funzionali allo sport praticato (curl in piedi) rispetto agli stessi esercizi eseguiti in posizioni differenti (curl in decubito prono)
Tipologie di test isometrico
Oltre al classico test isometrico di forza massima, negli ultimi anni sono stati elaborati altri 2 protocolli per cercare di ovviare alle limitazioni tipiche di questa tipologia di test.
In modo particolare, questi test sono stati proposti con l’obiettivo di ridurre la differenza tra il pattern di attivazione neurale tipico delle contrazioni isometriche e quello delle contrazioni dinamiche.
Confronto tra i diversi test isocinetici
BFP (brief force pulses)
Il test isometrico a brevi impulsi di forza consiste nell’esecuzione di rapide contrazioni ravvicinate (distanziate da periodi inferiori al secondo) contro una resistenza fissa.
ACMC (alternating consecutive maximum contractions)
Il test isometrico a massime contrazioni alternate consecutive consiste nell’esecuzione alternata di contrazioni isometriche massimali di due gruppi muscolari antagonisti.
In entrambi l’obiettivo è quello di cercare di riprodurre i risultati del protocollo classico riducendo lo stress sulle strutture passive di sostegno dell’articolazione. Dai risultati parziali riportati negli studi in esame è ben visibile come, soprattutto per il test ACMC, i riscontri siano molto simi al gold standard e il RFD sia più simile ai valori tipici delle contrazioni dinamiche.
Vantaggi del test isometrico
Tra i principali vantaggi di scegliere un test isometrico abbiamo:
- Alta affidabilità
- Facilità di somministrazione
- Basso livello di abilità di movimento richiesto
- Basso costo dell’attrezzatura
Limitazioni dei test isometrici
Invece, tra i limiti principali nell’eseguire un test isometrico abbiamo:
- Scarsa validità a causa del differente pattern di attivazione neurale che distingue i movimenti dinamici da quelli statici.
- Scarsa correlazione con la performance a causa della mancanza di utilizzo dello SSC (stretch shortening cycle) durante le contrazioni isometriche.
- Alta dipendenza del test dalle istruzioni fornite.
- Possibili dolori o fastidi in soggetti infortunati ai quali viene richiesta una contrazione isometrica massimale.
Conclusioni: perchè il test isometrico
E’ vero che i test isocinetici rappresentino il gold standard per la valutazione del recupero della forza dei flessori e degli estensori del ginocchio durante il processo di riabilitazione. Però, il test isometrico può essere una valida alternativa, soprattutto quando non si dispone delle attrezzature necessarie per l’esecuzione dei test isocinetici.
Inoltre, i nuovi protocolli BFP ed ACMC elaborati negli ultimi anni si propongono come alternativa ai classici test isometrici permettendo misurazioni più frequenti e meno invasive durante il processo riabilitativo.
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