Conferencia presentada en el I Congreso sobre 

Medicina y Cirugía del Caballo de Deporte

Madrid, 2010

Uso de la Acelerometría en el Análisis de la Locomoción

del Caballo

Ronald Holmbak-Petersen MV PhD

Javier López San Román DVM  PhD

Introducción 

La locomoción puede ser considerada como la función más importante del cuerpo del caballo, sin ésta, el caballo no podría ser capaz de alimentarse, reproducirse o participar en eventos deportivos (Clayton, 2004). Partiendo de este enunciado, nos damos cuenta de la importancia que tiene esta función en el caballo, aunado a eso, el caballo en las diferentes actividades deportivas en las que participa con el hombre, es sometido a niveles de exigencias fisiológicas que varían en intensidad, las cuales muchas veces sobrepasan su capacidad y se traducen en lesiones que conllevan a alteraciones del patrón locomotor, tales como cojeras, problemas del dorso e incoordinación, entre otras. Finalmente, todas estas lesiones y alteraciones, generan grandes pérdidas económicas tanto para el propietario como para la industria equina, de ahí que el análisis de las alteraciones de la locomoción requiera de métodos cada día más sofisticados, a fin de establecer diagnósticos y pronósticos más precisos y exactos, que a fin de cuenta lo que persiguen es la objetividad del análisis y sus resultados.

Métodos de análisis de la marcha 

            El método de análisis de la marcha más utilizado por los veterinarios es el examen clínico general y detallado, en el que se examina el animal en estación y en movimiento, éste puede estar acompañado o no de la analgesia diagnóstica, mediante la infiltración de anestésicos locales a nivel perineural e intraarticular, así como también del uso de la pinza de cascos y otros instrumentos. No obstante, en este análisis hay que tener en cuenta que la evaluación visual y el juzgamiento de la marcha llevada a cabo por un observador, conlleva todos los riesgos inherentes a la subjetividad, por lo que la interpretación de los signos clínicos depende directamente de la experiencia del observador (Keegan et al., 1998; Clayton and Schamhardt, 2001) (ver figura). Por tal razón, existen otros métodos que analizan objetivamente los movimientos y el patrón locomotor del caballo.

            En la clínica equina la interpretación de los movimientos del caballo, la comprensión de las patologías del aparato locomotor, la aplicación de la terapéutica y la indicación del herraje tienen una base mecánica, y es la mecánica, rama de la física, la que estudia las fuerzas y aceleraciones que actúan sobre los objetos inanimados, pero en el caso de los organismos vivos, la biomecánica es la que se involucra en la aplicación de las leyes mecánicas de Newton sobre dichos organismos, existiendo dos enfoques o métodos complementarios para estudiar el cuerpo en movimiento, los cuales son la biocinemática y la biocinética (Monina, 2007; Clayton and Schamhardt, 2001; Barrey, 2008). La biocinemática, se refiere a la descripción y análisis de los movimientos de los cuerpos, sin tomar en cuenta las causas o fuerzas que los producen, y la biocinética, analiza las causas que provocan el movimiento y los cambios de éste en un determinado cuerpo u objeto, a través del estudio de las fuerzas que lo componen, incluyendo los conceptos de masa, fuerza y energía (Badoux, 2005; Monina, 2007).

            Entre los métodos más usados para el análisis biocinético de la locomoción del caballo se mencionan, el estudio de las fuerzas de reacción del suelo, mediante el uso de una plataforma o placa estacionaria de fuerza y el análisis de la aceleración o acelerometría, la cual de realiza a través de sensores llamados acelerómetros (Clayton and Schamhardt, 2001; Barrey, 2008).

Acelerometría 

            El análisis de la aceleración es un método que mide los cambios de velocidad instantáneos, los cuales son producidos por la aplicación de una fuerza, obteniéndose un vector de aceleración que es proporcional a las fuerzas aplicadas, y su medición, proporciona una forma conveniente en el estudio de la cinética del cuerpo en movimiento (Barrey, 2008). En este sentido, los acelerómetros miden la aceleración de la superficie en las que son fijados, y generalmente en el caballo, éstos se colocan sobre el centro de gravedad (porción caudal de esternón entre los músculos pectorales ascendentes derecho e izquierdo), sobre el sacro o sobre la superficie de los cascos (Monina, 2007; Barrey, 2008). La gran mayoría de los modelos son acelerómetros pizoeléctricos, los cuales detectan y cuantifican la aceleración del área en estudio, esta señal es emitida y grabada en un dispositivo diseñado para ello, y luego es procesada a través de un software (Monina, 2007).

            La acelerometría se ha utilizado en la medición de los parámetros del tranco, a fin de determinar la relación entre las variables biomecánicas y el performance en caballos de carrera (Barrey et al., 1995; Barrey et al., 2001; Leleu, et al., 2005;), en el establecimiento de criterios de selección de caballos de salto (Langlois et al., 2006), así como en el estudio del performance de caballos de Raid (endurance) (Biau and Cochet, 2006). Así mismo, se ha demostrado que esta técnica también es útil en la detección de asimetrías de la marcha y en el diagnóstico de cojeras (Barrey et al., 1994; Barrey and Desbrosse, 1996). A su vez, este método de análisis se utiliza en la medición de la desaceleración máxima que ocurre al momento del impacto del casco sobre el suelo y la frecuencia de la vibración resultante, así como la influencia de las herraduras y las características de la superficie del suelo (Barrey, 2008), razón por la cual se considera como un método ideal para analizar las características de la superficie de la pista (Monina, 2007).

            Existen diversos equipos que miden la aceleración del cuerpo, entre éstos se citan el Equimetrix® y el Locometrix® (ver figuras), ambos se fundamentan en los mismos principios de registrar las aceleraciones triaxiales, es decir, en los ejes (flechas amarilla, roja y azul) dorsoventral, latero-medial y longitudinal (craneo-caudal o antero-posterior), y sólo se diferencian en sus dimensiones, siendo el Equimetrix® de mayor tamaño y es utilizado en caballos y el Locometrix®, es más pequeño y se utiliza en humanos y en perros. Podríamos decir entonces, que este método al medir las aceleraciones que ocurren simultáneamente en 3 ejes diferentes, es un método de registro acelerométrico en 3D, además de ser un método totalmente dinámico. 

El análisis acelerométrico para el diagnóstico de cojeras consiste en hacer caminar y trotar al caballo en línea recta, sobre una superficie dura y sin obstáculos, y sobre una distancia de al menos 50 metros. El registro de los datos se mantiene mientras el caballo está en movimiento y luego éstos son transferidos a un ordenador, el cual tiene instalado un software para el análisis de los mismos. El análisis acelerométrico en otras variedades de marchas o disciplinas ecuestres, se realiza con el jinete y sobre la superficie donde usualmente trabaja el caballo.   

    

Parámetros acelerométicos 

            Con el sistema acelerométrico 3D Equimetrix®, se pueden realizar, en las diferentes modalidades de marcha o aires del caballo, las siguientes mediciones (Centaure-Metrix, 2006) (ver figura): 

1. Velocidad: esta medida se expresa en m/s o km/h.
2. Frecuencia del tranco: esta medida corresponde al número de ciclos de marcha que se realizan en un segundo y se expresa en trancos/segundo Este parámetro guarda una estrecha relación con la capacidad de carrera de un caballo.
3. Longitud del tranco: esta medida corresponde al promedio de la distancia entre dos pisadas (huellas) sucesivas del mismo casco. Este parámetro tiene una relación con el gasto de energía del animal.
4. Regularidad: ésta expresa la similitud de los patrones dorsoventrales de trancos sucesivos. Se ha establecido que existe una alta regularidad de la marcha en los caballos de alto nivel.
5. Simetría: ésta corresponde a la similitud de los patrones dorsoventrales en la fase de      apoyo de las extremidades izquierda y derecha, y en la fase de balanceo. Esta medida es útil en la detección de asimetrías de la extremidad de apoyo en caballos con cojeras. 
6. Potencia dorsoventral: este parámetro representa la potencia mecánica media del movimiento a lo largo del eje dorsoventral. 
7. Potencia de propulsión: este parámetro representa la potencia mecánica media del movimiento a lo largo del eje longitudinal.
8. Potencia latero-medial: este parámetro representa la potencia mecánica media del movimiento a lo largo del eje medio-lateral. 
9. Desplazamiento dorsoventral: es la amplitud del desplazamiento a lo largo del eje dorsoventral. 
10. Potencia total: es la suma de las potencias mecánicas de los 3 ejes (dorsoventral, longitudinal y latero-medial) y está relacionada con el gasto de energía durante el ejercicio. 

Finalmente podemos decir que el análisis acelerométrico constituye un método importante y valioso en el análisis de la locomoción del caballo de deporte, a través de éste podemos establecer criterios objetivos en la evaluación y selección de un caballo para una determinada actividad deportiva, y además, contribuye en el diagnóstico preciso y objetivo de las alteraciones de origen patológico que afectan el aparato locomotor y la marcha de del caballo.

Referencias

-       Clayton, HM. Locomotion and Performance in the Athletic Horse. 2004. Horse Breeders & Owners Conference Proceedings. Alberta, Canada. www.albertahorseindustry.ca/hboc/2004/proceedings/locomotion.pdf

-    Keegan, K.G., Wilson, D.A., Wilson, D.J., Smith, B., Gaughan, E.M., Pleasant, R.S., Lillich, J.D., Kramer, J., Howard, R.D., Bacon-Miller, C., Davis, E.G., May, K.A., Cheramie, H.S., Valentino, W.L., van Harreveld,  P.D. Evaluation of mild lameness in horses trotting on a treadmill by clinicians and interns or residents and correlation of their assesment with kinematic gait analysis. Am J Vet Res 1998; 59(11):1370-1377

-       Clayton, HM, Schamhardt, HC. Measurement techniques for gait analysis. In: Back, W. and H. Clayton (ed). Equine Locomotion. 2001. W. B. Saunders, London, UK. pp: 55-76

-   Monina, MI. Biomecánica equina. En: F. Bioffi (ed) Fisiología del Ejercicio en Equinos. 2007. Intermédica Editorial, Argentina. pp:177-203

-     Barrey, E. Biomechanics of locomotion in the athletic horse. In: Hinchcliff, Kenneth W., Geor, Raymond J., Kaneps, Andris J. Equine Exercise Physiology. 2008. Saunders-Elsevier, Philadelphia, USA. pp: 143-168

-       Badoux, D.M. Biostática y Biomecánica. En: R. Getty. Anatomía de los Animales Domésticos. 5ta ed. 2005. Masson, S.A., Barcelona. pp.55-95.

-    Clayton, HM. and HC Schamhardt. Measurement Techniques for Gait Analysis. In: W Back and HM Clayton (eds) Equine Locomotion. 2001. W.B. Saunders, London. pp: 55-76

-     Barrey, E, Auvinet, B, Couroucé, A. Gait evaluation of race trotters using an accelerometric device. Equine Vet J Suppl. 1995; 18:156-160

-       Barrey, E, Evans, SE, Evans, DL, Curtis, RA, Quinton, R, Rose, R. Locomotion evaluation for racing in Thoroughbreds. Equine Vet J Suppl. 2001; 33:99-103

-      Leleu, C., Cotrel, C. Barrey, E. Relationships between biomechanical variables and race performance in French Standardbred trotters. Livest Prod Sci  2005; 92:39-46

-    Langlois, B, Blouin, C, Barrey, E. Early criteria for selection of jumping horses. 7^th International Conference on Equine Exercise Physiology Proceedings. 2006. p:29

-       Biau S, Cochet, JL. The economic canter of endurance horses. 7^th International Conference on Equine Exercise Physiology Proceeding. 2006. p:9

-     Barrey, E, Hermelin, M, Vaudelin, JL, Poirel, D, Valette, P. Utilisation of an accelerometric device in equine gait analysis. Equine Vet J Suppl. 1994; 17:7-12

-     Barrey, E, Desbrosse, F. Lameness detection using an accelerometric device. Pferdeheilkunde 1996; 12(4):617-622

-   Centaure – Metrix. Mesure et expertise de la locomotion. Instructions for Equimetrix system. 2006. Centaure Metrix , Fontainebleau, France. www.centaure-metrix.com