Este estudio examinó los efectos agudos del acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular sobre el rendimiento del remate en voleibol y la cinemática tridimensional en jugadores universitarios masculinos de voleibol. En comparación con el grupo control apareado por tiempo, el grupo acondicionado con estimulación eléctrica neuromuscular mostró una mayor velocidad del balón y diferencias específicas por fase en los ángulos articulares de las extremidades inferiores, las velocidades segmentarias y el ángulo de separación entre hombro y cadera.
Artículo de investigación
Efectos agudos de la activación mediante estimulación eléctrica neuromuscular sobre el rendimiento del remate en voleibol y la cinemática tridimensional
* These authors contributed equally
En este artículo
Resumen
Resumen
Rematar en voleibol es una habilidad explosiva compleja que requiere una generación y transferencia coordinada de fuerza a través de las extremidades superiores, el tronco y las extremidades inferiores. Se ha propuesto la estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) como una estrategia de acondicionamiento previo para mejorar la activación neuromuscular; sin embargo, sus efectos agudos sobre la cinemática específica por fases del remate en voleibol aún no están claros. Este estudio investigó los efectos agudos del acondicionamiento previo con NMES sobre el rendimiento en el remate y la cinemática tridimensional en jugadores universitarios masculinos de voleibol. Treinta participantes fueron asignados aleatoriamente a un grupo de acondicionamiento con NMES (n = 15) o a un grupo control (n = 15). Todos los participantes realizaron una evaluación inicial del remate y una segunda evaluación 72 horas después. Inmediatamente antes de la segunda evaluación, al grupo con NMES se le aplicó una estimulación de 30 minutos en los músculos de la extremidad superior, incluyendo el deltoides, el bíceps braquial y el tríceps braquial; el oblicuo externo como músculo del core; y el vasto lateral como músculo de la extremidad inferior. El grupo control realizó la misma evaluación con el mismo tiempo transcurrido, pero sin NMES. Se recopilaron datos cinemáticos tridimensionales mediante un sistema sincronizado de análisis de movimiento tridimensional con cuatro cámaras. El análisis principal comparó las variables de rendimiento y cinemáticas entre los grupos en la segunda evaluación. En comparación con el grupo control, el grupo con NMES mostró una mayor velocidad del balón, ángulos menores de rodilla y tobillo en el contacto bilateral de los pies, ángulos mayores de cadera, rodilla y tobillo en el despegue bilateral, y velocidades segmentarias más altas del muslo, la pantorrilla y el pie. El grupo con NMES también mostró un ángulo menor de separación entre hombro y cadera en el despegue bilateral y en el contacto con el balón. Estos hallazgos indican que el acondicionamiento previo agudo con NMES aplicado a los músculos de la extremidad superior, del core y de la extremidad inferior podría influir en las configuraciones articulares específicas por fases, en las velocidades segmentarias de la extremidad inferior y en la velocidad del balón durante el remate en voleibol. Por lo tanto, la NMES podría tener potencial como estrategia de activación neuromuscular previa al rendimiento, aunque se requieren estudios adicionales que utilicen asignación oculta, evaluación ciega y análisis directos de grupo por tiempo.
Introducción
El voleibol es un deporte competitivo que depende en gran medida de la potencia explosiva y la coordinación, y el remate es uno de los medios más importantes para anotar puntos1. Este movimiento técnico exige altamente la capacidad del atleta para generar salida muscular, el control del momento del movimiento y la capacidad de control neuromuscular2. Un remate exitoso consta de tres etapas clave: la carrera previa, el despegue y la fase aérea de golpeo. El rendimiento eficaz en estas etapas depende de la producción coordinada de fuerza y de una transferencia eficiente de energía a través de los segmentos de la cadena cinética3. Estudios previos han demostrado que la triple extensión de cadera-rodilla-tobillo, la estabilidad del tronco y los ángulos articulares y la velocidad del miembro superior en el momento de golpear el balón son todos factores importantes que afectan el rendimiento en el remate4.
Durante la competición y el entrenamiento de alta intensidad, los atletas suelen sufrir una activación neural insuficiente y una mala preactivación del movimiento, lo que conduce a una coordinación reducida de la cadena cinética y a una disminución de la fuerza muscular, afectando así su rendimiento atlético general5. La estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) es una tecnología de activación neural no invasiva que aborda este problema y que en los últimos años ha atraído una atención significativa en la ciencia del deporte6. Estudios han demostrado que la NMES puede estimular grupos musculares específicos mediante una corriente eléctrica externa, aumentar la excitabilidad de las neuronas motoras espinales y mejorar la eficiencia en el reclutamiento de fibras musculares rápidas, mejorando así la producción de fuerza muscular y el rendimiento del control motor7,8. Aunque la NMES se ha utilizado ampliamente en estrategias de entrenamiento a largo plazo, como en rehabilitación y aumento de la fuerza muscular, su aplicación única e inmediata en el ámbito del deporte competitivo aún no se ha evaluado completamente9. Aunque deportes como el voleibol dependen en gran medida de una sincronización precisa y movimientos integrados, las investigaciones empíricas sobre el impacto de la NMES en las tres fases del remate (acercamiento, despegue y golpeo aéreo), basadas en indicadores cinemáticos, son escasas10. El salto para el remate en voleibol se caracteriza por un ciclo rápido de estiramiento-acortamiento. Durante la aproximación final y el contacto con ambos pies, los músculos de las extremidades inferiores experimentan una carga excéntrica mientras las articulaciones de la cadera, la rodilla y el tobillo se flexionan. Esto es seguido inmediatamente por una acción concéntrica rápida y una extensión triple coordinada durante el despegue. La transición eficaz entre estas acciones excéntrica y concéntrica contribuye a la generación del impulso vertical y al rendimiento del despegue durante el remate.
La investigación previa sobre la EENM en el deporte se ha centrado principalmente en la rehabilitación, el fortalecimiento muscular aislado o el rendimiento neuromuscular general, mientras que su aplicación inmediata a habilidades deportivas complejas y específicas sigue siendo menos clara. Además, los estudios biomecánicos existentes sobre voleibol han caracterizado principalmente la técnica del remate, el movimiento articular o los patrones del movimiento de brazos, sin examinar directamente los efectos agudos del acondicionamiento con EENM en múltiples regiones. Por lo tanto, el presente estudio investigó si una sola sesión de EENM aplicada a los músculos de las extremidades superiores, el tronco y las extremidades inferiores se asociaba con diferencias en el rendimiento del remate en voleibol y en la cinemática tridimensional específica por fases. La contribución metodológica de este estudio radica en el análisis sincronizado del movimiento de los segmentos corporales y de la velocidad del balón durante las fases de carrera previa, contacto bilateral con el pie, despegue y contacto aéreo con el balón, dentro de un diseño controlado aleatorizado y apareado por tiempo. Este enfoque amplía el análisis cinemático convencional en voleibol al vincular una intervención aguda de acondicionamiento neuromuscular con las características del movimiento a lo largo de toda la secuencia del remate.
Protocolo
Participantes y criterios de elegibilidad
El protocolo del estudio fue aprobado por el Comité de Ética Académica de la Universidad Jimei (Número de aprobación: JD02RS02406) y se llevó a cabo de acuerdo con la Declaración de Helsinki. Antes de la inscripción, todos los participantes recibieron una explicación detallada sobre los objetivos del estudio, los procedimientos experimentales, los posibles riesgos y su derecho a retirarse del estudio en cualquier momento sin penalización. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes antes de realizar cualquier procedimiento relacionado con el estudio. Se reclutaron treinta estudiantes universitarios masculinos sanos con experiencia en entrenamiento de voleibol de cursos electivos de voleibol en una universidad normal mediante anuncios del curso. Los posibles participantes completaron un cuestionario sobre antecedentes de salud y lesiones antes de la inscripción. Los participantes eran elegibles si: (1) eran estudiantes universitarios masculinos; (2) habían completado un entrenamiento formal de voleibol; (3) demostraban un dominio estable de la técnica de ataque en voleibol; (4) tenían experiencia previa en competiciones o en voleibol organizado; y (5) podían completar los procedimientos de evaluación de forma segura. Se excluyó a los participantes si presentaban dolor o lesión musculoesquelética actual que pudiera afectar el rendimiento en el ataque, antecedentes de cirugía reciente en las extremidades superiores, inferiores o tronco, trastorno neurológico o cardiovascular, o cualquier contraindicación para la estimulación eléctrica neuromuscular (NMES). La edad media, la altura y la masa corporal de los participantes fueron 20,2 ± 1,15 años, 182,1 ± 3,17 cm y 70,6 ± 8,34 kg, respectivamente. Los detalles del equipo y los materiales utilizados en este estudio, incluidos los fabricantes y los números de modelo o catálogo, se proporcionan en la Tabla de Materiales.
Randomización, ocultamiento de la asignación y enmascaramiento
Tras completar la evaluación basal, los participantes elegibles se asignaron aleatoriamente en una proporción de 1:1 al grupo de acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) o al grupo control, mediante un procedimiento simple de sorteo. Treinta tarjetas idénticas dobladas, 15 etiquetadas como «NMES» y 15 etiquetadas como «Control», se colocaron en un recipiente opaco y fueron extraídas individualmente por los participantes. No se utilizó un procedimiento formal de ocultamiento de la asignación, ya que las etiquetas de los grupos quedaban visibles inmediatamente después de extraer cada tarjeta. Debido a que la intervención con NMES era fácilmente identificable, ni los participantes ni el personal que administraba la intervención pudieron estar ciegos respecto a la asignación de grupo. Los evaluadores responsables de la captura de movimiento, el seguimiento de marcadores y la evaluación de resultados tampoco estuvieron ciegos respecto a la condición de intervención. Se reconoció la ausencia de ocultamiento de la asignación y del enmascaramiento de los evaluadores como una limitación metodológica. Los participantes se asignaron al grupo de acondicionamiento con NMES (n = 15) o al grupo control (n = 15). Las pruebas t para muestras independientes no mostraron diferencias significativas entre grupos en edad, altura, masa corporal o índice de masa corporal en la línea basal (todas p > 0,05).
Diseño experimental
Este estudio utilizó un diseño controlado aleatorizado, con grupos paralelos y dos evaluaciones. Todos los participantes completaron una evaluación inicial de referencia y una segunda evaluación 72 horas después. Durante el intervalo de 72 horas, se instruyó a los participantes para que evitasen entrenamientos organizados, ejercicio intenso y cualquier otra actividad física de alta intensidad. Inmediatamente antes de la segunda evaluación, los participantes del grupo de condicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) recibieron una intervención con NMES de 30 minutos. Los participantes del grupo control no recibieron ninguna intervención con NMES y realizaron la misma segunda evaluación sincronizada por tiempo. Los valores reportados en Tabla 1 se obtuvieron durante la segunda evaluación. Por lo tanto, los valores del grupo NMES representan mediciones obtenidas inmediatamente después de la NMES, mientras que los valores del grupo control representan mediciones obtenidas durante la segunda evaluación sin NMES. Tabla 1 no presenta valores basales ni puntuaciones de cambio antes y después.
Configuración experimental y equipo
Las pruebas se realizaron en una cancha cubierta de voleibol. El equipo incluyó luces LED sincronizadas, un sistema tridimensional de análisis de movimiento, un marco de calibración tridimensional de 2,0 m x 1,5 m x 2,0 m (Figura 1A), cuatro cámaras de alta velocidad, cinco dispositivos de terapia con pulsos de frecuencia modulada (Figura 1B) y balones de voleibol estándar. Las cuatro cámaras se colocaron alrededor del volumen de captura calibrado, cerca de la zona de ataque en la posición 4. Se grabó video con una resolución de 1920 x 1080 píxeles, una frecuencia de muestreo de 180 Hz y un tiempo de exposición de 1/1000 s. El eje x global representaba la dirección mediolateral, el eje y representaba la dirección del enfoque del remate y el eje z representaba la dirección vertical. Antes de las pruebas, los participantes realizaron un calentamiento estandarizado de 20 minutos que consistió en trote ligero, estiramientos dinámicos de las extremidades inferiores y superiores, pases en pareja, colocación, movimientos defensivos y práctica de remates submáximos.
Figura 1: Configuración experimental para pruebas de ataque en voleibol. (A) Marco de calibración tridimensional (2,0 m × 1,5 m × 2,0 m). (B) Disposición de cuatro cámaras para la captura de movimiento tridimensional. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Normalización de los ensayos con picos
Se estableció una posición de inicio marcada a 3 m detrás del área de despegue en la posición 4. El mismo colocador experimentado realizó todos los lanzamientos durante ambas evaluaciones y permaneció en la posición 3. Se instruyó al colocador para que lanzara el balón a una altura y posición consistentes sobre la red, de modo que cada participante pudiera utilizar la misma técnica de aproximación y remate. Se marcó un área objetivo de 3 m x 3 m en la cancha del oponente. Un intento válido se definió como aquel en el que: (1) el participante comenzó desde la posición de inicio marcada; (2) se completó la secuencia prescrita de aproximación, despegue bilateral y golpeo aéreo; (3) el balón fue contactado limpiamente; (4) el balón aterrizó dentro del área objetivo predefinida; y (5) los marcadores anatómicos y del balón permanecieron visibles durante el periodo de análisis relevante. Cada participante realizó dos intentos de familiarización seguidos de intentos grabados hasta obtener tres intentos válidos. Se proporcionó un intervalo de descanso pasivo de 60 s entre intentos.
Un ensayo se consideraba inválido si el conjunto no era adecuado, el participante modificaba el enfoque prescrito, no lograba impactar limpiamente la pelota, la pelota caía fuera del área objetivo predeterminada o la visibilidad de los marcadores era insuficiente. Los ensayos inválidos se excluían y repetían hasta que se registraran tres ensayos válidos. Entre los tres ensayos válidos, se seleccionaba el ensayo con mejor desempeño para el análisis cinemático y de rendimiento. El mismo procedimiento de selección de ensayos se aplicó a ambos grupos y en ambas evaluaciones.
Intervención con NMES y grupos musculares estimulados
La intervención de estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) se administró durante 30 minutos utilizando cinco dispositivos de terapia de pulsos con frecuencia modulada. Se aplicó NMES a los músculos de las extremidades superiores, del tronco y de las extremidades inferiores. Los músculos estimulados de la extremidad superior fueron el deltoides, el bíceps braquial y el tríceps braquial. El músculo del tronco estimulado fue el oblicuo externo, y el músculo de la extremidad inferior estimulado fue el vasto lateral. Los electrodos autoadhesivos se colocaron sobre las masas musculares según los puntos anatómicos de referencia y las instrucciones del fabricante del dispositivo. La intensidad de la estimulación se aumentó gradualmente hasta lograr una contracción muscular claramente visible, sin causar dolor ni molestias insoportables. Los valores medios registrados de la salida fueron 35,73 W para el deltoides, 35,21 W para el bíceps braquial, 34,36 W para el tríceps braquial, 33,85 W para el oblicuo externo y 37,09 W para el vasto lateral. Inmediatamente después de finalizar la intervención de NMES, los participantes comenzaron la segunda evaluación de picos. Los participantes del grupo control realizaron los mismos procedimientos de evaluación sin recibir estimulación eléctrica.
Parámetros de estimulación
El dispositivo de terapia con pulsos modulados en frecuencia se operó a una frecuencia de pulso fija de 1000 Hz para todos los participantes. La intensidad de estimulación fue el único parámetro de salida específico para cada participante y se aumentó gradualmente hasta lograr una contracción muscular claramente visible sin dolor ni molestias insoportables. Los registros del estudio disponibles no contenían configuraciones independientes para la forma de onda del pulso, el ancho del pulso, el ciclo de trabajo, el ciclo de contracción/reposo, ni los tiempos de aumento/disminución progresiva. No fue posible recuperar retrospectivamente estos parámetros; por lo tanto, se informan como no disponibles en lugar de estimados.
Contraindicaciones y monitoreo de seguridad de la ESMN
Antes de la inscripción, los participantes fueron evaluados en busca de contraindicaciones para la estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) mediante un cuestionario de historial médico y confirmación verbal por parte del personal investigador. Se excluyó a los participantes si tenían un dispositivo electrónico implantado o marcapasos cardíaco, epilepsia, enfermedad cardiovascular clínicamente diagnosticada, sensibilidad cutánea disminuida, heridas abiertas, infección o irritación en el sitio de colocación del electrodo, una lesión músculo-esquelética aguda o una reacción adversa previa a la estimulación eléctrica. Antes de colocar los electrodos, se inspeccionó la piel sobre cada músculo objetivo en busca de heridas, irritación, infección u otras anomalías. Durante la estimulación, los participantes fueron monitoreados continuamente y se les instruyó para que informaran de dolor, mareo, calambres musculares excesivos, irritación cutánea, contracciones musculares anormales u otros síntomas inesperados. La intensidad de la estimulación se redujo si se presentaba incomodidad excesiva. La intervención se suspendió si un participante experimentaba dolor insoportable, mareo, irritación cutánea persistente, contracciones musculares anormales u otra respuesta potencialmente insegura. Cualquier respuesta adversa y la acción tomada por el personal investigador fueron documentadas.
Captura de movimiento y calibración
Antes de cada sesión de prueba, se calibró el espacio de medición utilizando un marco de calibración tridimensional de 2.0 m x 1.5 m x 2.0 m. Todos los puntos de calibración eran visibles en al menos dos vistas de cámara. Las cuatro cámaras se sincronizaron mediante una señal LED visible en todas las grabaciones de cámara. Las coordenadas tridimensionales se reconstruyeron utilizando software de análisis de movimiento tridimensional y un procedimiento de transformación lineal directa. La calidad de la calibración se evaluó comparando las coordenadas conocidas de los puntos de control del marco de calibración con sus coordenadas reconstruidas. El error cuadrático medio de reconstrucción fue de 0.138 cm. Se repitió la calibración cuando no se veían claramente todos los puntos de control requeridos o cuando el error de reconstrucción superaba el criterio de aceptación del laboratorio.
Colocación y seguimiento de marcadores
Se colocaron veintiún marcadores reflectantes sobre puntos anatómicos de referencia en cada participante. Las ubicaciones de los marcadores incluyeron la parte superior de la cabeza; orejas izquierda y derecha; acromios izquierdo y derecho; espinas ilíacas anterosuperiores izquierda y derecha; cabezas radiales izquierda y derecha; apófisis estiloides radiales izquierda y derecha; falanges distales de los terceros dedos; tibias superiores izquierda y derecha; maleolos laterales izquierdo y derecho; calcáneos izquierdo y derecho; y falanges distales de los pies izquierdo y derecho. Un marcador reflectante adicional, de peso ligero, se fijó firmemente sobre la superficie del balón de voleibol. La colocación de los marcadores se verificó antes de cada intento para asegurar que permanecieran fijos durante el remate. Los marcadores se digitalizaron manualmente y se rastrearon cuadro por cuadro mediante un software tridimensional de análisis del movimiento. Las trayectorias automáticas se inspeccionaron visualmente y se corrigieron manualmente cuando fue necesario. Los huecos en los marcadores de no más de cinco cuadros consecutivos se reconstruyeron utilizando interpolación con spline cúbico. Los ensayos que presentaban huecos más largos o datos faltantes de marcadores en un evento clave se excluyeron y se repitieron.
Detección de eventos y división por fases técnicas
Se identificaron cuatro eventos clave mediante la inspección cuadro por cuadro de las grabaciones sincronizadas de las cámaras: (1) contacto inicial del pie izquierdo, definido como el primer cuadro en el que el pie izquierdo tocó visiblemente el suelo (Figura 2A); (2) contacto bilateral de los pies, definido como el primer cuadro en el que ambos pies estuvieron simultáneamente en contacto con el suelo (Figura 2B); (3) despegue bilateral, definido como el primer cuadro en el que ambos pies abandonaron completamente el suelo (Figura 2C); (4) contacto con el balón, definido como el primer cuadro en el que la mano golpeadora tocó y desplazó visiblemente el balón (Figura 2D). La fase de aproximación se extendió desde el contacto inicial del pie izquierdo hasta el contacto bilateral de los pies. La fase de despegue se extendió desde el contacto bilateral de los pies hasta el despegue bilateral. La fase aérea de golpeo se extendió desde el despegue bilateral hasta el contacto con el balón11,12. Todos los eventos fueron identificados por el mismo evaluador para mantener la consistencia.
Figura 2: Eventos clave del remate en voleibol. (A) Contacto inicial con el pie izquierdo. (B) Contacto bilateral con los pies. (C) Despegue bilateral. (D) Contacto con el balón. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Procesamiento de datos
Los parámetros cinemáticos de la técnica de ataque en voleibol analizados en este estudio son: ángulo de separación entre hombro y cadera (Figura 3A) [el eje x del sistema de coordenadas del tronco se define como la línea que conecta la espina ilíaca anterosuperior izquierda con la espina ilíaca anterosuperior derecha, el eje y se define como la dirección anterior de la espina ilíaca anterosuperior, el eje z se define como la línea que conecta los puntos medios de las dos espinas ilíacas anterosuperiores con los puntos medios de los dos acromion sobre el eje longitudinal, el ángulo formado por el vector local de la espina ilíaca anterosuperior izquierda respecto a la espina ilíaca anterosuperior derecha y el vector local del acromion izquierdo respecto al acromion derecho, rotado con respecto al plano xy del sistema de coordenadas]; ángulo de la articulación del hombro (Figura 3B) [el ángulo formado por la articulación del codo, la articulación del hombro y la articulación de la cadera]; ángulo de la articulación del codo (Figura 3B) [el ángulo formado por la articulación del hombro, la articulación del codo y la articulación de la muñeca]; ángulo de la articulación de la muñeca (Figura 3B) [el ángulo formado por la articulación del codo, la articulación de la muñeca y la articulación de los dedos]; ángulo de la articulación de la cadera (Figura 3C) [el ángulo formado por la articulación del hombro, la articulación de la cadera y la articulación de la rodilla]; ángulo de la articulación de la rodilla (Figura 3C) [el ángulo formado por la articulación de la cadera, la articulación de la rodilla y la articulación del tobillo]; ángulo de la articulación del tobillo (Figura 3C) [el ángulo formado por la articulación de la rodilla, la articulación del tobillo y los dedos del pie]13,14,15,16,17,18,19. Las velocidades segmentarias del muslo, la pantorrilla y el pie se calcularon a partir del desplazamiento tridimensional del centro correspondiente del segmento entre cuadros consecutivos. La velocidad lineal se obtuvo mediante un procedimiento numérico de diferenciación por diferencias centrales y se expresó en metros por segundo. La velocidad del balón se calculó a partir del desplazamiento tridimensional resultante del marcador del balón dividido por el intervalo de muestreo de 1/180 s. La velocidad máxima del balón se definió como la velocidad resultante más alta registrada durante los primeros tres cuadros posteriores al contacto entre la mano y el balón y se expresó en metros por segundo.
Figura 3: Parámetros cinemáticos del remate en voleibol. (A) Ángulo de separación entre hombro y cadera. (B) Ángulos articulares del hombro, codo y muñeca. (C) Ángulos articulares de la cadera, rodilla y tobillo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Análisis estadístico
Los análisis estadísticos se realizaron utilizando SPSS. Las variables continuas se presentan como medias y desviaciones estándar. Se utilizaron pruebas t para muestras independientes para comparar la edad, la altura, la masa corporal y el índice de masa corporal entre los grupos en la línea base. El análisis principal comparó las variables cinemáticas y de rendimiento de la segunda evaluación entre el grupo de acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) y el grupo control apareado por tiempo mediante la prueba de Mann-Whitney U. Se informó el estadístico Z estandarizado para las comparaciones de Mann-Whitney U. El tamaño del efecto se calculó como r = |Z|/√N, donde N fue el tamaño total de la muestra para cada comparación (N = 30); los valores de 0,10, 0,30 y 0,50 se interpretaron como efectos pequeños, moderados y grandes, respectivamente. Los intervalos de confianza del 95 % para la diferencia media (NMES − Control) se estimaron a partir de las medias informadas, desviaciones estándar y tamaños de muestra utilizando el método de Welch. Se calcularon coeficientes de correlación producto-momento de Pearson utilizando los datos de la segunda evaluación del grupo de acondicionamiento con NMES para examinar las relaciones entre las variables cinemáticas y de rendimiento. Los intervalos de confianza del 95 % para los coeficientes de correlación se calcularon utilizando la transformación z de Fisher. Se aplicó por separado la corrección de tasa de falsos descubrimientos de Benjamini-Hochberg dentro de cada familia de eventos. Cada familia de eventos de carrera previa comprendió tres comparaciones, mientras que las familias de eventos de despegue bilateral y contacto con la pelota comprendieron 55 comparaciones cada una. La significancia estadística se estableció en α = 0,05 (Tabla 2 y Tabla 3).
Resultados
Diferencias entre grupos en el rendimiento de los spikes y los parámetros cinemáticos
Tabla 1 presenta las diferencias entre grupos en el rendimiento del remate de voleibol y los parámetros cinemáticos específicos de cada fase en la segunda evaluación. Cada grupo incluyó 15 participantes. Durante la fase aérea de golpeo, la velocidad del balón en el momento del contacto fue significativamente mayor en el grupo de acondicionamiento con NMES que en el grupo control (11,69 ± 2,14 frente a 9,95 ± 1,48 m/s; Z = −2,344, p = 0,019).
En el contacto inicial del pie izquierdo durante la fase de aproximación, no se observaron diferencias significativas entre grupos en el ángulo de la cadera (139,31 ± 13,30° frente a 144,30 ± 14,28°; Z = −0,850, p = 0,395), el ángulo de la rodilla (128,30 ± 20,94° frente a 141,40 ± 16,34°; Z = −1,846, p = 0,065) ni el ángulo del tobillo (83,20 ± 14,67° frente a 85,00 ± 20,52°; Z = −0,436, p = 0,663).
En el contacto bilateral del pie durante la fase de aproximación, el grupo de acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) presentó un ángulo de rodilla significativamente menor que el grupo control (107,78 ± 13,38° frente a 117,59 ± 14,66°; Z = −2,095, p = 0,036). El ángulo del tobillo también fue significativamente menor en el grupo de acondicionamiento con NMES (106,45 ± 14,50° frente a 118,91 ± 12,34°; Z = −2,510, p = 0,012). No se encontró diferencia significativa en el ángulo de la cadera entre los grupos (130,15 ± 13,79° frente a 132,04 ± 11,52°; Z = −0,560, p = 0,575).
En la salida bilateral, el ángulo de separación entre hombro y cadera fue significativamente menor en el grupo con acondicionamiento mediante estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) que en el grupo control (9,75 ± 6,65° frente a 17,98 ± 10,19°; Z = −2,121, p = 0,034). El grupo con acondicionamiento mediante NMES también mostró un ángulo de cadera significativamente mayor (158,95 ± 6,57° frente a 153,09 ± 7,47°; Z = −2,033, p = 0,042), un ángulo de rodilla mayor (172,15 ± 5,59° frente a 162,96 ± 24,43°; Z = −2,738, p = 0,006) y un ángulo de tobillo mayor (149,32 ± 8,63° frente a 132,20 ± 24,43°; Z = −2,530, p = 0,011).
Las velocidades segmentarias de las extremidades inferiores durante el despegue bilateral también fueron significativamente más altas en el grupo con acondicionamiento mediante estimulación eléctrica neuromuscular (NMES). La velocidad del muslo fue de 4,01 ± 0,41 m/s en el grupo con acondicionamiento NMES y de 3,70 ± 0,32 m/s en el grupo control (Z = −2,385, p = 0,017). La velocidad de la pantorrilla fue respectivamente de 3,93 ± 0,50 m/s y 3,51 ± 0,43 m/s (Z = −2,344, p = 0,019), mientras que la velocidad del pie fue de 3,91 ± 0,83 m/s y 3,26 ± 0,98 m/s, respectivamente (Z = −2,344, p = 0,019).
No se observaron diferencias significativas entre grupos en el ángulo del hombro al despegue bilateral (99,42 ± 21,85° frente a 101,02 ± 23,87°; Z = −0,306, p = 0,760), ángulo del codo (72,54 ± 20,70° frente a 71,46 ± 18,14°; Z = −0,175, p = 0,861) ni ángulo de la muñeca (145,44 ± 27,50° frente a 156,19 ± 14,40°; Z = −0,829, p = 0,407).
En el momento del contacto con la pelota durante la fase de golpeo aéreo, el ángulo de separación entre hombro y cadera fue significativamente menor en el grupo de acondicionamiento con estimulación neuromuscular eléctrica que en el grupo control (2,56 ± 4,01° frente a 7,49 ± 6,34°; Z = −2,421, p = 0,014).
No se observaron diferencias significativas entre grupos en el momento del contacto con la pelota en el ángulo del hombro (141,04 ± 16,85° frente a 138,54 ± 13,55°; Z = −0,786, p = 0,432), ángulo del codo (149,22 ± 9,00° frente a 141,75 ± 10,56°; Z = −1,615, p = 0,106), ángulo de la muñeca (154,23 ± 19,27° frente a 155,69 ± 8,97°; Z = −0,567, p = 0,570), ángulo de la cadera (156,16 ± 9,67° frente a 159,69 ± 11,54°; Z = −1,099, p = 0,272), ángulo de la rodilla (156,15 ± 17,41° frente a 157,69 ± 17,53°; Z = −0,187, p = 0,852), ni ángulo del tobillo (120,22 ± 32,46° frente a 132,09 ± 12,62°; Z = −0,477, p = 0,633).
De manera similar, no se encontraron diferencias significativas entre los grupos en el momento del contacto con la pelota en la velocidad del muslo (1.55 ± 0.48 frente a 1.57 ± 0.33 m/s; Z = −0.820, p = 0.412), velocidad de la pantorrilla (2.52 ± 0.76 frente a 2.32 ± 0.82 m/s; Z = −0.850, p = 0.395) ni velocidad del pie (3.10 ± 1.28 frente a 2.58 ± 1.35 m/s; Z = −1.182, p = 0.237).
En general, en comparación con el grupo control, el grupo de acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular mostró una mayor velocidad del balón, ángulos más pequeños de rodilla y tobillo en el contacto con ambos pies, mayores ángulos articulares de las extremidades inferiores y velocidades segmentarias en la impulsión con ambos pies, y un ángulo de separación entre hombro y cadera más pequeño tanto en la impulsión con ambos pies como en el contacto con el balón.
Tabla 1: Variables cinemáticas del rendimiento y específicas de la fase en la segunda evaluación. Los valores se presentan como media ± DE. Los ángulos articulares y de separación entre hombro y cadera se expresan en grados (°); las velocidades del balón y segmentarias se expresan en metros por segundo (m/s). Los IC del 95 % representan la diferencia media (EMSN − Control). Abreviaturas: IC = intervalo de confianza; EMSN = estimulación eléctrica neuromuscular; DE = desviación estándar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Correlaciones durante la fase de preparación
Los resultados mostraron que el ángulo de la articulación de la cadera y el ángulo de la articulación del tobillo estuvieron significativamente correlacionados de forma negativa cuando el pie izquierdo tocó el suelo durante la fase de aproximación (r = −0.575, p = 0.025) (Tabla 2).
Los resultados mostraron que en el momento del contacto del pie durante la fase de carrera de aproximación, el ángulo de la articulación de la rodilla presentó una correlación positiva significativa con el ángulo de la articulación de la cadera (r = 0.590, p = 0.020), y el ángulo de la articulación de la rodilla presentó una correlación positiva significativa con el ángulo de la articulación del tobillo (r = 0.935, p < 0.001) (Tabla 2).
Tabla 2: Correlaciones entre los ángulos articulares de las extremidades inferiores durante la fase de aproximación. El tamaño del efecto se representa mediante el coeficiente de correlación producto-momento de Pearson (r). Abreviaturas: CI = intervalo de confianza; FDR = tasa de descubrimientos falsos; NMES = estimulación eléctrica neuromuscular. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Correlaciones en el despegue bilateral
En la partida bilateral, la velocidad del balón se correlacionó significativamente de forma negativa con el ángulo del codo (r = −0.516, p = 0.049) y significativamente de forma positiva con el ángulo de separación entre hombro y cadera (r = 0.619, p = 0.024). El ángulo de la rodilla se correlacionó significativamente de forma positiva con el ángulo del tobillo (r = 0.613, p = 0.015) y significativamente de forma negativa con la velocidad del pie (r = −0.515, p = 0.049). La velocidad del muslo se correlacionó significativamente de forma negativa tanto con el ángulo del codo (r = −0.518, p = 0.048) como con el ángulo de la muñeca (r = −0.518, p = 0.048). La velocidad de la pantorrilla se correlacionó fuerte y positivamente con la velocidad del pie (r = 0.854, p < 0.001). Además, el ángulo del codo se correlacionó significativamente de forma positiva con el ángulo de la muñeca (r = 0.585, p = 0.022) (Tabla 3).
En el momento del contacto con la pelota durante la fase de golpeo aéreo, el ángulo de la cadera mostró una correlación positiva significativa con la velocidad del pie (r = 0.571, p = 0.026). El ángulo del tobillo presentó una correlación positiva significativa con el ángulo de la muñeca (r = 0.575, p = 0.025) y una correlación negativa significativa con el ángulo de separación hombro-cadera (r = −0.539, p = 0.038). La velocidad del muslo mostró una correlación fuerte y positiva con la velocidad de la pantorrilla (r = 0.845, p < 0.001) y una correlación positiva significativa con el ángulo articular del hombro (r = 0.567, p = 0.027).
La velocidad de la pantorrilla mostró una correlación positiva significativa con la velocidad del pie (r = 0.624, p = 0.013), el ángulo de la articulación del hombro (r = 0.518, p = 0.048) y el ángulo de separación entre hombro y cadera (r = 0.621, p = 0.014). El ángulo de la articulación del hombro mostró una correlación positiva significativa con el ángulo del codo (r = 0.597, p = 0.019), mientras que el ángulo del codo mostró una correlación positiva significativa con el ángulo de separación entre hombro y cadera (r = 0.630, p = 0.012) (Tabla 3).
Tabla 3: Correlaciones entre las variables de rendimiento del remate y las variables cinemáticas en el despegue y en el contacto con la pelota. El tamaño del efecto se representa mediante el coeficiente de correlación producto-momento de Pearson (r). Los ángulos articulares y los ángulos de separación entre hombro y cadera se expresan en grados (°); las velocidades de la pelota y de los segmentos se expresan en metros por segundo (m/s). Abreviaturas: CI = intervalo de confianza; FDR = tasa de descubrimientos falsos; NMES = estimulación eléctrica neuromuscular. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
DISPONIBILIDAD DE LOS DATOS:
Los datos cinemáticos y de rendimiento a nivel individual de los participantes, desidentificados, que respaldan los hallazgos de este estudio, están disponibles públicamente en el repositorio Zenodo bajo el DOI: 10.5281/zenodo.21876465. El conjunto de datos contiene los valores individuales de los participantes del mejor ensayo válido seleccionado en los eventos predefinidos del remate de voleibol, que se utilizaron para los análisis estadísticos reportados en este artículo.
Discusión
El estudio investigó los efectos agudos de una única intervención inmediata de estimulación neuromuscular eléctrica (NMES) sobre el rendimiento de los jugadores de voleibol en el remate, con especial atención a los cambios cinemáticos durante las fases de carrera previa, despegue y golpeo aéreo. Los resultados mostraron que cuando se aplicó NMES inmediatamente a las extremidades inferiores y a los principales grupos musculares del tronco, los ángulos articulares, la velocidad del movimiento y la velocidad del balón de los participantes mejoraron significativamente. Esto indica que la NMES puede mejorar instantáneamente la coordinación neuromuscular y la eficiencia del rendimiento motor, y ayudar sustancialmente en movimientos deportivos técnicos que requieren potencia explosiva (como el remate).
Los resultados indicaron además que los ángulos de la rodilla y del tobillo del grupo experimental fueron significativamente menores que los del grupo control en el momento en que ambos pies tocaron el suelo. Esto significaba que sus extremidades inferiores mostraban un mayor grado de flexión, lo cual favorece el almacenamiento de energía elástica antes de abandonar el suelo y constituye un mecanismo clave en el ciclo de estiramiento-acortamiento (SSC)20,21. Estudios previos han demostrado que la estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) puede aumentar la excitabilidad de las neuronas motoras espinales y reclutar más fibras musculares de contracción rápida, lo que respalda aún más la observación de una mejora en la postura de preparación del movimiento en este estudio22,23,24. Además, el presente estudio encontró una alta correlación positiva entre los ángulos de la rodilla y del tobillo (r = 0.935, p < 0.001). Esto refleja que la NMES mejora la coordinación articular y favorece la estabilidad y eficiencia en la transmisión de la energía cinética de las extremidades inferiores, así como el principio de estabilidad coordinada en la cadena cinética25,26. Por lo tanto, la NMES mejora la calidad general del movimiento al optimizar la sincronización articular y la coordinación entre los grupos musculares27.
Durante la fase de despegue, el grupo experimental presentó ángulos de extensión significativamente mayores en las articulaciones de la cadera, la rodilla y el tobillo en comparación con el grupo control, y las velocidades del muslo, la pantorrilla y el pie mejoraron todas (p < 0,05). Esto indica un patrón de triple extensión más completo y potente, que es la base de una propulsión vertical fuerte28,29. Una posible razón para esto es que la EME incrementa la tasa de desarrollo de la fuerza (RFD), mejorando así la activación de la corteza cerebral y la eficiencia de las sinapsis30,31. El estudio también observó que la velocidad del balón presentó una correlación negativa con el ángulo del codo (r = −0,516, p = 0,049). Esto significa que si los miembros superiores se flexionan demasiado pronto o el ángulo es incorrecto al momento de realizar el movimiento del brazo, podría provocar una transferencia incompleta de la energía cinética y afectar la eficiencia del golpe32,33. Este hallazgo es consistente con investigaciones previas sobre la relación entre el momento de la fuerza en los segmentos corporales y la eficiencia del golpe, e indica que la EME puede optimizar el rendimiento deportivo al fortalecer la activación neuromuscular y la coordinación temporal34,35.
En la fase aérea de golpeo, el grupo experimental presentó un ángulo de separación entre hombro y cadera significativamente menor que el grupo control (Z = −2,421, p = 0,014). Esto refleja una mayor estabilidad del tronco y mejores capacidades de control del core durante el vuelo, lo que ayuda a estabilizar la trayectoria del movimiento del miembro superior, reducir la pérdida de energía durante el movimiento y, por tanto, mejorar la precisión y eficiencia del golpeo36,37. Además, la correlación significativa entre la velocidad del muslo y la de la pantorrilla en el grupo experimental (r = 0,845) y entre la velocidad de la pantorrilla y la del pie (r = 0,624) demuestra que las acciones coordinadas entre los segmentos de la cadena cinética están optimizadas en tiempo real. Este modo de transmisión ascendente de la energía cinética es crucial para la acción de golpeo38,39. La promoción inmediata por parte de la NMES de la entrada propioceptiva y de los patrones de movimiento constituye un posible mecanismo explicativo de este fenómeno40.
Los hallazgos actuales mostraron que, en la segunda evaluación, el grupo de acondicionamiento con estimulación eléctrica neuromuscular (NMES) presentó una mayor velocidad del balón, ángulos menores de rodilla y tobillo en el contacto bilateral del pie, ángulos mayores de cadera, rodilla y tobillo y velocidades segmentarias más altas de las extremidades inferiores en el despegue bilateral, así como un ángulo de separación hombro-cadera menor en el despegue bilateral y en el contacto con el balón, en comparación con el grupo control. Estos resultados indican que el acondicionamiento agudo con NMES aplicado a los músculos de las extremidades superiores, el tronco y las extremidades inferiores se asoció con diferencias específicas por fase en la cinemática del remate en voleibol y en la velocidad del balón. Sin embargo, el presente estudio no midió directamente la activación muscular, la producción de fuerza, el riesgo de lesión, la adaptación al entrenamiento a largo plazo ni el rendimiento en partidos competitivos. Por lo tanto, las diferencias cinemáticas observadas no deben interpretarse como evidencia de que la NMES previene lesiones o mejora ampliamente el rendimiento atlético o competitivo. Además, dado que el análisis principal comparó a ambos grupos en la segunda evaluación, los hallazgos deben interpretarse como diferencias entre grupos, y no como mejoras definitivas dentro de los participantes causadas por la NMES. Estudios futuros deberían incluir mediciones directas de la activación muscular y la cinética, asignación oculta, evaluación de resultados enmascarada, muestras más grandes y análisis grupo por tiempo, para aclarar los efectos agudos y a largo plazo de la NMES en el rendimiento específico del voleibol. En consecuencia, los hallazgos actuales deben interpretarse como específicos de jugadores universitarios masculinos entrenados de voleibol, y no deben generalizarse a atletas femeninas o a atletas con experiencia competitiva sustancialmente diferente sin evidencia adicional.
En la segunda evaluación, el grupo de acondicionamiento con NMES mostró una mayor velocidad del balón y diferencias específicas por fases en los ángulos articulares, la separación entre hombro y cadera, y las velocidades segmentarias de la extremidad inferior en comparación con el grupo control. Estos hallazgos sugieren que una sola sesión de acondicionamiento de 30 minutos con NMES podría estar asociada con cambios agudos en la cinemática del remate en voleibol y en la velocidad del balón. Los resultados no deben generalizarse a la prevención de lesiones, la adaptación a largo plazo ni a beneficios más amplios en el rendimiento competitivo, ya que estos resultados no se midieron en el presente estudio.
Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen conflictos de intereses. Se utilizó una herramienta de inteligencia artificial generativa, ChatGPT (OpenAI), durante la revisión del manuscrito para ayudar con la edición en inglés, la corrección gramatical y la mejora de la claridad y legibilidad. La herramienta de IA no se utilizó para generar, manipular ni interpretar los datos de investigación; realizar los análisis estadísticos; producir los resultados del estudio; ni preparar o modificar las figuras. Todo el texto asistido por IA fue revisado críticamente, verificado y modificado por los autores, quienes asumen toda la responsabilidad sobre la exactitud, integridad y contenido del manuscrito final.
Agradecimientos
Este estudio fue financiado por el Proyecto Clave del Proyecto de Educación e Investigación para Profesores Jóvenes y de Mediana Edad de la Provincia de Fujian (Ciencia y Tecnología) (n.º JZ240034), la Fundación de Ciencias Sociales de la Provincia de Fujian (n.º FJ2025T011), el Fondo de Inicio de Investigación de Doctorado de la Universidad Jimei (n.º Q202440) y el Proyecto Educativo Colaborativo Industria-Academia del Ministerio de Educación (n.º 231104575130151).
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Dispositivo de terapia con pulsos modulados en frecuencia | El fabricante no se especificó en los registros del estudio | Guangzhou, China | ZN-566 |
| Cámara de alta velocidad | Sony Corporation | Tokyo, Japón | PXW-FS7 |
| SPSS | IBM | Armonk, NY, EE. UU. | Version 27 for Windows |
| Sistema tridimensional de análisis de movimiento | Visol Inc. | Gwangmyeong, República de Corea | Kwon3D |
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