Apuntes sobre la Biomecánica_Parte2, Apuntes de Fisioterapia. Universidad de Buenos Aires
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Apuntes sobre la Biomecánica_Parte2, Apuntes de Fisioterapia. Universidad de Buenos Aires

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Apuntes de Fisioterapia sobre la Biomecánica, Principios básicos de la mecánica clásica aplicados al estudio del aparato locomotor, concepto de estática y dinámica, Movimiento lineal y angular, Concepto de palancas y pol...
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estático (isométrico): no hay recorrido articular. Existen variaciones de longitud interna en el músculo aunque la longitud total del músculo no varía. [W = Fxl].

dinámico (concéntrico o excéntrico): hay recorrido articular.•

concéntrico: la fuerza produce rotación en el mismo sentido del cambio del ángulo articular. Se aproxima inserción a origen. La acción se denomina trabajo positivo. Se realiza en la aceleración y siempre contragravedaad. Consume gran cantidad de energía porque tiene que vencer la fuerza del elemento pasivo. El trabajo disminuye a medida que el músculo se contrae más.

excéntrico: la fuerza produce rotación en sentido contrario al del cambio del ángulo articular. Se alejan origen e inserción. La acción se denomina trabajo negativo. Se realiza a favor de la gravedad o cuando se controla o decelera el segmento articular. Consume poca energía porque hay menos fricción y recluta menos fibras para realizar una misma cantidad de fuerza. Genera el mayor nivel de fuerza. Lesiones habituales.

F

140%

100% (máxima estática)

(−) 0 (+) velocidad contracción

Trabajo excéntrico Trabajo concéntrico

A mayor velocidad de contracción Velocidad y fuerza inversamente

mayor fuerza final de contracción. relacionadas.

(en la relación fuerza−velocidad contracción gana el trabajo excéntrico)

· Potencia muscular: corresponde al trabajo angular realizado por un músculo en un periodo de tiempo; P = dW/dt Pangular = Mfuerzaxvangular.

Tema 13: Consideraciones generales de la construcción del aparato locomotor.

· Ley de Roux: Se trata de conseguir con el mínimo material posible la máxima resistencia. Así se consigue una ventaja mecánica pues al disminuir la masa también reducimos el gasto energético para movilizar los segmentos corporales.

· Arquitectura ósea:

− índice de seguridad de un hueso:

depende del:

diseño para soportar cargas habituales.• diseño para soportar cargas por encima de las habituales.•

se mantiene a través del ahorro de material con hueso tubular (esponjoso) y sistemas trabeculares (compacto).

− riesgo de ruptura: depende de,

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magnitud y velocidad de la carga: cuando la fuerza se sitúa en el eje de carga de la columna las solicitaciones son de compresión. A mayor magnitud de la carga mayor será la solicitación de compresión, este estrés es compensado por un aumento del diámetro de la columna. Este aumento de diámetro supone que aumente el peso del segmento corporal [se contradice con la ley de Roux], para que esto no ocurra los huesos son tubulares (huecos), aunque en vaciamiento no es uniforme ya que se vacía menos en la zonas de más riesgo. La concentración de material se produce en las zonas con más solicitaciones formándose un sistema trabecular o compacto. El resto de las zonas están ocupadas por tejido óseo conjuntivo.

situación de la carga: cuando la carga se sitúa fuera del eje de carga de la columna vertebral las solicitaciones pasan a ser de flexión (tracción y compresión), siendo el riesgo de ruptura mayor en el punto de tracción y en excéntrico. La disminución de la solicitación por la situación excéntrica de la carga se realiza por 3 mecanismos que se complementan: contrapeso (modifica las solicitaciones de flexión que sufre la columna en cuanto a las fuerzas de compresión. No se utiliza la misma masa del peso para no contradecir la ley de Roux. Ejemplo: trocanter mayor en el apoyo monopodal), obenque o tirante (modifica también a la flexión en cuanto a la compresión. Esta función está realizada por los músculos del aparato locomotor. Ejemplo: tensor de la fascia lata con respecto al fémur) e incurvación de la columna (invierte las solicitaciones para anular las fuerzas de tracción y que queden sólo las de compresión que son bien toleradas por el hueso).

· Diseño del aparato locomotor:

− en apoyo monopodal: la carga que llega de la columna se reparte mejor sobre ambas piernas.

− en apoyo monopodal: en este caso la solicitación es de flexión,

obenque del glúteo mediano.• obenque del ligamento lateral externo de la rodilla.• aumento del diámetro de la columna ósea principalmente en las epífisis y articulaciones.• contrapeso del trocanter mayor y obenques del tensor de la fascia lata y peroneos laterales largo y corto.• reducir el brazo de resistencia aproximando a la vertical del peso la extremidad.•

[en bipedestación: obenques (glúteo mayor, poplíteo y sóleo), aumento del diámetro de la rodilla, otros obenques (isquiotibiales y gemelos) e incurvación columna (fémur y tibia)].

Tema 14: Biomecánica de la cintura escapular. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Complejo articular del hombro: formado por 5 articulaciones,

articulación escapulohumeral o glenohumeral.• articulación esternocostoclavicular.• articulación acromioclavicular.• articulación subdeltoidea o suprahumeral (articulación mecánica pero no anatómica).• articulación escapulotorácica (articulación mecánica pero no anatómica).•

· Articulación escapulohumeral o glenohumeral:

Es muy móvil. Enartrosis con discordancia entre las superficies articulares (incongruencia fisiológica para aumentar el rango de movimiento).

En posición de reposo la cavidad glenoidea y la epífisis proximal del húmero están orientadas hacia arriba, dentro y detrás (retroversión). Existe un rodete de fibrocartílago para aumentar la superficie articular en un 75% (aunque puede estar ausente). No toda la cabeza está en contacto en toda la amplitud y tipo de

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movimiento con la glena para evitar el choque contínuo del cartílago.

Para la correcta mecánica es indispensable la integridad capsulo−ligamentosa y muscular: los movimientos son fundamentalmente de rodamiento y deslizamiento (traslación y giro).

− estabilizadores: estáticos (rodete glenoideo, cápsula articular, ligamento glenohumeral superior, medio o anterior e inferior y ligamento suspensorio que es la asociación de los ligamentos coracohumeral, glenohumeral superior y de Gordon−Brodie [fibras que saltan de uno a otro]) y dinámicos (manguito de los rotadores interno y externo que hace inserción común en la cabeza humeral).

− musculatura: 5 músculos se consideran como motores primarios (deltoides, supraespinoso, infraespinoso, redondo menor y subescapular).

· Articulación esternocostoclavicular:

Silla de montar pero con un disco intraarticular que hace que no sea un encaje recíproco sino que las superficies resbalan. El disco divide la articulación en 2 cavidades con funciones diferentes: superior (movimientos de ascenso y descenso de la clavícula en el plano frontal [30−40º]) e inferior (movimientos de deslizamiento en sentido anteroposterior en el plano sagital [30º]). En realidad son 3 grados de movimientos porque el disco produce una rotación sobre sí misma de la clavícula [40−50º].

La estabilidad articular se consigue por la acción de:

potente cápsula articular.• ligamento costoclavicular o romboideo: si se rompe conlleva la luxación. Además dirige los movimientos de la clavícula gracias a que se divide en 2 láminas (medial y lateral) que controlan cada uno de los movimientos de la cámara anterior.

músculo subclavio (actúa como ligamento activo).•

· Articulación acromioclavicular:

Interrelacionada con la articulación esternocostoclavicular. Artrodia teórica con un disco de fibrocartílago que aumenta las amplitudes. Está recubierta por una densa cápsula y un sistema ligamentoso acromioclavicular superior e inferior que sólo estabilizan. Mecánicamente los ligamentos coracoclaviculares sirven de eje de rotación durante los movimientos de la escápula: los ligamentos trapezoide y conoide, que forman un ángulo de 90º entre sí para controlar movimientos claviculares de ascenso−descenso y anteroposteriores.

− movimientos de la escápula:

protracción (abd) y retracción (add) [30−50º]: alrededor del eje vertical. Limitado por el ligamento conoide.• báscula hacia dentro y fuera [60º]: sobre el plano frontal. Limitado por el eje trapezoide.• elevación y depresión [30º]: limitado por los músculos antagonistas al movimiento y no por los ligamentos trapezoide y conoide.

· Articulación subdeltoidea:

Sólo actúa en la separación y flexión del hombro. Situada bajo el deltoides. Formada por la cabeza humeral tapizada por el músculo supraespinoso (convexo) y el acromion, coracoides y ligamento acromiocoracoideo (cóncavo). Entre ambos segmentos hay una bolsa serosa que impide el contacto y cizallamiento. Si esta se lesiona se produce cicatrización y se unen las estructuras adyacentes quedando la articulación fija y evitando la entrada del húmero en el segundo segmento (hombro congelado).

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− variaciones anatómicas del acromion según Bigliani:

tipo I: acromion plano (el más frecuente).• tipo II: acromion curvo.• tipo III: acromion en forma de gancho (se asocia con un 70% de las roturas del supraespinoso y el manguito de los rotadores).

− atrapamiento subacromial (impigement): la abducción y rotación de la cabeza humeral de forma repetida provocan la sobresolicitación en compresión del supraespinoso y la bursa. Esta última se daña y la compresión pasa al periostio que responde produciendo osteofitos subacromiales.

· Articulación escapulotorácica:

Existe un movimiento sinérgico de la clavícula al ser arrastrada por el omoplato a través de la articulación acromioclavicular de forma que por cada 60º de movimiento escapulotorácico 20º pertenecen al acromion y 40º a la articulación esternocostoclavicular.

− músculos y movimientos de la escápula:

protractores: pectoral mayor y menor y serrato.• retractores: romboides mayor y menor, trapecio (fascículo medio) y dorsal ancho (en su inserción escapular).

elevadores: trapecio (fibras superiores), angular de la escápula y romboides mayor y menor.• báscula hacia fuera (glena orientada hacia arriba y fuera): serrato anterior y trapecio (fibras superiores e inferiores).

báscula hacia dentro (glena orientada hacia abajo y dentro): elevador de la escápula, romboides y dorsal ancho.

· Abducción del hombro:

Los movimientos del húmero sólo se produce en los primeros 90º:

− 0−60º: rodamiento y/o traslación.

− +60º: deslizamiento (giro).

Participación de las articulaciones (responsabilidades máximas):

0−90º: articulación escapulohumeral. Después hace sólo movimientos internos. También actúa el resto de articulaciones.

90−150º: articulación escapulotorácica. También las articulaciones esternocostoclavicular y acromioclavicular.

150−180º: la columna vertebral actúa a partir del bloqueo del plano de deslizamiento escapulotorácico mediante la inclinación toracolumbar contralateral.

articulaciones vicariantes: son las articulaciones esternocostoclavicular, acromioclavicular y subdeltoidea. Su lesión compromete el buen ritmo escapulohumeral.

Los músculos que mantienen la coaptación de la cabeza humeral durante la abducción evitando la componente luxante del deltoides y el atrapamiento subacromial son infraespinoso, supraespinoso y redondo menor.

− músculos agonistas:

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0−90º: supraespinoso y deltoides (más la acción de: subescapular, infraespinoso y redondo menor. La acción de estos músculos se reduce progresivamente). La falta del supraespinoso no es iniciador de la acción y, por ello, la abducción es normal hasta los 30º, pero la reduce de forma importante a partir de estos grados. Sin embargo la falta del deltoides origina una perdida uniforme de la abducción en todo el arco de movimiento.

+90º: bíceps braquial (estabilizador del húmero), trapecio y serrato mayor (articulación escapulotorácica).

· Aducción del hombro:

A partir de los 70−80º no puede realizarse ni en los planos frontal y escapular (orientación de la glena de 30º). Se suele realizar una aducción del húmero de 45º asociado a una flexión del hombro.

− músculos agonistas: pectoral mayor, dorsal ancho, tríceps braquial, redondo mayor y subescapular. Estos músculos necesitan la fijación de la escápula a través de la acción simultánea de trapecio, romboides, angular de la escápula, pectoral menor y subclavicular. Se establecen pares musculares entre tríceps braquial y dorsal ancho (la cabeza larga del tríceps anula la componente luxante descendente del húmero que tiene el dorsal ancho) y entre redondo mayor y romboides (la rotación interna del redondo mayor es anulada por la acción del romboides transformándose en aductor).

− músculos estabilizadores del húmero durante la aducción (sinergistas y fijadores): fibras internas del deltoides, porción corta del bíceps braquial, coracobraquial e infraespinoso.

· Flexión del hombro:

Participación de las articulaciones (responsabilidades máximas):

0−60º: articulación escapulohumeral.• 60−120º: articulación escapulotorácica.• 120−180º: columna vertebral (músculos homolaterales y contralaterales que aumentan la lordosis lumbar. En patologías de la columna lumbar se recomiendo no acabar el movimiento de flexión).

− músculos agonistas: deltoides (fascículo anterior), coracobraquial y pectoral mayor (fascículo clavicular).

− músculos sinergistas: subescapular y bíceps braquial (porción corta y larga).

El ligamento coracohumeral frena el movimiento a los 60−80º de flexión quedando así bloqueada la articulación escapulohumeral. A partir de aquí actúan el serrato mayor y trapecio llevando la glena hacia arriba, fuera y delante. El movimiento a los 120º es frenado por la tensión de dorsal ancho e infraespinoso.

· Extensión del hombro:

Se da una aducción de escápula en el plano frontal pivotando esta hacia abajo y dentro (báscula interna).

− músculos agonistas: romboides, dorsal ancho, trapecio (fascículo medio), redondo mayor y tríceps braquial (cabeza larga). [En los últimos 10º también participa la columna vertebral, por eso hay una cadena cinética. El límite es el fascículo anterior del ligamento coracohumeral].

− músculos sinergistas: infraespinoso y redondo menor.

− participación de las articulaciones:

articulación escapulohumeral: deltoides (espinal), dorsal ancho, redondo mayor, tríceps braquial (cabeza•

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larga). Infraespinoso y redondo menor como músculos sinergistas. articulación escapulotorácica: romboides, dorsal ancho y trapecio (fascículo medio).• columna vertebral.•

· Rotación externa del hombro:

Se valora con el codo en flexión. Sólo es útil para escribir o abarcar algo. Participan todas las articulaciones (también la columna vertebral) excepto la subdeltoidea.

− músculos agonistas:

articulación escapulohumeral: infraespinoso (durante todo el movimiento) y redondo menor (a partir de los 30º). Como músculo sinergista encontramos al deltoides (espinal y fibras más mediales).

articulación escapulotorácica: trapecio (aducción de la escápula).•

· Rotación interna del hombro:

Participan todas las articulaciones excepto la subdeltoidea y la columna vertebral. Ahora la glena hace abducción.

− músculos agonistas: dorsal ancho, redondo mayor, subescapular, redondo mayor y deltoides (porción anterior o clavicular).

[El bíceps braquial limita la amplitud de la rotación externa colaborando en la interna, por eso si se lesiona puede confundirse con una lesión del manguito de los rotadores].

Tema 15: Biomecánica del complejo articular del codo. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Complejo articular del codo:

Colabora con el hombro en la aplicación de fuerza y control del movimiento de la mano en el espacio facilitando su versatilidad de movimiento.

Compuesto por 3 articulaciones:

articulación humerocubital (trocleoartrosis).• articulación humeroradial (condiloartrosis).• articulación radiocubital proximal (trocus).•

· Diseño de la epífisis distal del húmero:

inclinación anterior de 45º (con respecto al plano frontal). Si no existiese, al flexionar el brazo el codo se frenaría en 90−100º, de esta manera queda espacio para los músculo y se alcanzan los 140−150º.

existencia de cavidades para albergar superficies óseas que permite mayor amplitud de movimientos.• oblicuidad de la tróclea humeral (es el valgo fisiológico del codo). En mujeres es de 10−15º y en hombres de 20−25º.

· Articulación humeroradial:

Se encarga de la flexión y extensión del codo aunque también del valgo y varo. El cóndilo humeral (ayudado por los músculos epicondíleos) soporta y absorbe la compresión y cizallamiento que se originan durante

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lanzamientos y movimientos rápidos del brazo. Debido a la orientación en valgo, las fuerzas soportadas por el cóndilo radial son de compresión, mientras el ligamento lateral interno absorbe la tracción.

· Congruencia articular:

La situación de máxima congruencia de las diferentes articulaciones no se consigue en la misma del codo:

articulación humeroradial: 80º de flexión y semipronación.• articulación humerocubital: extensión total.• articulación radio cubital proximal: semipronación.•

· Sistema ligamentoso del codo:

ligamento lateral interno: controla el estrés en valgo de la articulación (durante la extensión total). Consta de 3 fascículos: anterior (refuerza al ligamento anular), medio (se inserta en el húmero) y posterior (se inserta en el olécranon del cúbito).

ligamento lateral externo: controla el estrés en varo de la articulación. Consta de 3 fascículos: anterior, medio (ambos refuerzan el ligamento anular) y posterior (se inserta en el olécranon).

ligamento anular: completa el trocus funcional de la articulación radiocubital proximal. Estabiliza la cabeza del radio.

ligamento de Denucé: tiene forma de abanico. Estabiliza la cabeza del radio en el movimiento de pronosupinación del antebrazo. Tiene que ver con la articulación radiocubital proximal.

[El fascículo anterior del ligamento lateral interno, los fascículos anterior y medio del ligamento lateral externo, el ligamento anular y el de Denucé evitan la luxación de la cabeza del radio por parte del bíceps braquial. La cabeza del cúbito está estable por le acción del tríceps braquial y braquial anterior (también en la posición de flexión)].

· Estabilizadores activos del codo:

La posición más estable del codo para la tracción es la extensión (menor riesgo de luxación):

músculos del brazo: braquial anterior, tríceps braquial y bíceps braquial.• músculos del antebrazo: supinador largo, epitrocleares y epicondíleos.• en la zona interior del codo: braquial anterior, tríceps braquial, supinador largo y epitrocleares.• en la zona exterior del codo: bíceps braquial y epicondíleos.•

· Flexión del codo:

Participan las articulaciones humeroradial y humerocubital.

− músculos agonistas: bíceps braquial (máxima acción y capacidad de movimiento entre 30 y 120º, y especialmente entre 80 y 100º), braquial anterior (máxima acción con 90−100º de flexión) y supinador largo (máxima acción con 110−120º de flexión).

Estos músculos poseen componentes asociados de movimiento (Ley de la detorsión):

− bíceps braquial: flexión + componente de supinación.

− braquial anterior: flexión + componente de pronación.

− supinador largo: flexión + supinación (en pronación máxima) y flexión + pronación (en supinación

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máxima). En posición neutra es flexor puro.

Son músculos antigravitatorios (imprescindibles para la supervivencia), por ello tienen distinta inervación: bíceps braquial y braquial anterior están inervados por el músculo−cutáneo, mientras que el supinador largo lo está por el nervio radial.

· Extensión del codo:

Participan las articulaciones humeroradial y humerocubital.

− músculos agonistas: tríceps braquial, es el músculo más potente y resistente del antebrazo. No es un músculo antigravitatorio por lo que todos sus vientres tienen la misma inervación (nervio radial). Con 20−30 de flexión tenemos su posición de máxima ventaja mecánica. Con flexión máxima de codo y hombro el tríceps braquial tiene la mejor posición para actuar de acuerdo con la Ley de Starling (lo hace a través de la polea del olécranon).

· Pronación y supinación del antebrazo:

Es un movimiento conoide de base distal (el radio gira sobre el cúbito y éste sobre su eje). En la articulación radiocubital proximal durante la supinación los huesos están paralelos mientras en la pronación el radio se coloca por encima del cúbito. Los movimientos son realizados por la articulación radiocubital distal (trocus invertido: el radio es el cilindro hueco y el cúbito es el macizo), la proximal es pasiva y sólo acompaña el movimiento. Ambas son coaxiales (mismo eje de arrastre) y cocongruentes (idéntica posición de máxima congruencia).

Mecánicamente hablando existe una 3ª articulación, la membrana interósea (sinsarcosis) que une los huesos y permite el movimiento de pronosupinación. Asegura la posición adecuada de los huesos del antebrazo para realizar el movimiento. Trasmite fuerzas de compresión entre radio y cúbito en su parte central y fuerzas de tracción en sus partes distales.

− articulación radiocubital distal: tiene 2 ligamentos,

ligamento radiocubital palmar o anterior: limita la supinación.• ligamento radiocubital dorsal o posterior: limita la pronación.•

− músculos pronadores: pronador cuadrado y pronador redondo. Situados en los 2/3 distales del antebrazo. Inervados ambos por en nervio mediano. Útil en la escritura pero la abducción del hombro es capaza de cumplir su función.

− músculos supinadores: supinador corto (nervio radial) y bíceps braquial (nervio músculo−cutáneo). Situados en 1/3 proximal del antebrazo.

· Lesiones del codo:

Esta articulación está sometida a grandes solicitaciones que pueden provocar una lesión por su participación en acciones repetidas (ejemplo: lanzamientos):

se crean fuerzas de tracción a gran velocidad sobre la región medial del codo.• se crean fuerzas compresivas sobre la porción lateral.• se crean fuerzas de cizallamiento sobre la región posterior.•

− epitrocleitis: se origina por una tracción a gran velocidad sobre la región medial del codo unido a una acción

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asociada a los flexores del carpo.

− epicondilitis o codo de tenista: debido a repetidas solicitaciones de la zona de origen de los músculos extensores del carpo.

Tema 16: Biomecánica del complejo articular de la muñeca. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Complejo articular:

Constituido por la unión del antebrazo con los huesos del carpo. Realiza 2 movimientos y consta de 2 articulaciones:

articulación radiocarpiana: unión del radio con los huesos de la 1ª hilera del carpo (no existe un contacto directo por interponerse el ligamento triangular que soporta la mayor cantidad de cargas en pronación máxima e inclinación cubital. El radio absorbe el 80% restante de las cargas). Es una condiloartrosis con movimientos de flexoextensión e inclinación radial y cubital.

articulación mediocarpiana: condiloartrosis. Los huesos de la 1ª hilera (escafoides, semilunar, piramidal y pisiforme) están unidos mediante artrodias y por 2 membranas interóseas para mejorar su movilidad aunque son fácilmente subluxados (especialmente el hueso semilunar). Los huesos de la 2ª hilera (trapecio, trapezoide, grande y ganchoso) también son artrodias por con una movilidad más limitada por estar unidos por potentes ligamentos. El ligamento anular une el 1er (trapecio) y último hueso (ganchoso) de la 2ª hilera. Su máxima estabilidad la encontramos en inclinación radial. La mayor estabilidad de la muñeca está en hiperextensión (por ser la posición de contacto máximo entre los cartílagos hialinos de las 2 hileras).

· Sistema ligamentoso de la muñeca:

− ligamentos extrínsecos: más potente y resistentes a traumatismos. Unen carpo con radio o cúbito.

dorsales: radiopiramidal dorsal.• palmares [estabilizan a nivel del teórico eje de flexoextensión: interlínea articular de semilunar y grande]: extrínseco palmar profundo (desde el radio y cúbito hasta el semilunar) y extrínsecos palmares superficiales (desde el radio y cúbito hasta el centro de la cabeza del hueso grande donde se localiza el 2º eje de movimiento de la muñeca [abd−add]).

− ligamentos intrínsecos o interóseos: menos potentes. Relacionan los huesos del carpo entre sí.

dorsal: desde piramidal hasta trapecio y trapezoide.• palmares: unen entre sí piramidal−ganchoso−grande y escafoides−trapecio−trapezoide.•

[En la muñeca no existen ligamentos laterales. Esta ausencia se compensa por la acción de los músculos cubital posterior (medialmente) y abductor largo y extensor corto del pulgar (lateralmente). Las luxaciones son más frecuentes hacia cubital y palmar].

· Mecanismos estabilizadores de la muñeca:

cóndilo carpiano sobre la glenoides radial (articulación radiocarpiana). La luxación se encuentra bajo control de los ligamentos radiocarpianos (radio−piramidal [dorsal] y radio−grande y radio−semilunar [palmares]).

sistema de la hilera proximal. Estabilización dependiente de las membranas interóseas y los ligamentos intrínsecos de la 1ª hilera (escafoides−semilunar y semilunar−piramidal).

en la articulación mediocarpiana a través de sus ligamentos intrínsecos palmares:•

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escafoides−trapecio−trapezoide (estabiliza el pulgar) y piramidal−ganchoso−grande (estabiliza el 5º dedo). sistema de la hilera distal con sus ligamentos interóseos palmares y dorsales.•

· Flexión de la muñeca:

La articulación mediocarpiana completa el 60% del rango total de movimiento. El otro 40% corresponde a la articulación formada por radio−escafoides−semilunar. En las AVD sólo utilizamos una amplitud de 10−15º. La flexión de muñeca se reduce si se asocia a la flexión previa de los dedos y, por tanto, la flexión de muñeca y la extensión de dedos son sinergias.

El movimiento de flexión se inicia en la hilera distal que provoca la tensión de los ligamentos de la articulación mediocarpiana (principalmente el ligamento piramidal−trapecio−trapezoide) para acabar moviendo el escafoides (que moverá el semilunar y piramidal a través de la membrana interósea).

Con una flexión de muñeca de 20º y una pinza digital las solicitaciones de la columna central de la mano (2º y 3er dedo) y los flexores profundo y superficial son muy intensas. Si existe tenosinovitis puede atraparse el nervio mediano en el ligamento anular del carpo.

− músculos agonistas: palmar mayor y menor (este último es dispensable, en algunos individuos está ausente) y cubital anterior (el más potente).

· Extensión de la muñeca:

La responsabilidad máxima es para la articulación radiocarpiana que completa el 66% del rango. El resto (33%) es para la articulación mediocarpiana. En las AVD sólo utilizamos una amplitud de 35º. La extensión de muñeca se reduce si se asocia a la extensión previa de los dedos.

El movimiento de extensión se inicia en la hilera distal que provoca la tensión de los ligamentos de la articulación mediocarpiana (principalmente los ligamentos extrínsecos palmares profundo y superficiales) para acabar moviendo el escafoides (que moverá el semilunar y piramidal a través de la membrana interósea).

− músculos agonistas: 1er y 2º radial, cubital posterior (siempre activos con la flexión de dedos para la función prensora) y abductor propio del pulgar (en menor medida).

· Inclinación radial o abducción de la muñeca:

El movimiento se inicia en la 2ª hilera que se mueve hacia radial mientras la 1ª se dirige hacia cubital además de flexionarse. El 60% del movimiento es responsabilidad de la articulación mediocarpiana.

− músculos agonistas: abductor largo, extensor largo y corto del pulgar (tabaquera anatómica) y 1er radial.

· Inclinación cubital o aducción de la muñeca:

El movimiento se inicia en la 2ª hilera que se mueve hacia cubital mientras la 1ª se dirige hacia radial además de extenderse. El 60% del movimiento es responsabilidad de la articulación mediocarpiana.

− músculos agonistas: cubital anterior y posterior.

Temas 17: Biomecánica de la mano (I). Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Canal diagonal: divide la mano en 3 columnas,

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− columna pulgar: realiza el movimiento de oposición en las pinzas de precisión.

− columna media (2º y 3er dedo): dirige la presa y marca la dirección.

− columna lateral (4º y 5º dedo): da fuerza y firmeza a la presa.

· Articulación carpometacarpiana:

Artrodia. Se divide en 3 subarticulaciones:

del 5º dedo: unión del ganchoso con el 5º metacarpiano. Artrodia cortada en oblicuo, esto obliga al 5º dedo a hacer flexión con aproximación y supinación asociadas. Tiene musculatura propia conocida como musculatura hipotenar (actúa sobre la articulación metacarpofalángica y arrastra a la articulación carpometacarpiana): oponente, flexor corto y abductor corto del 5º dedo.

del 2º al 4º dedo: la unión trapecio−metacarpiano no es una artrodia sino un encaje recíproco.• del pulgar.•

· Acondicionamiento muscular de la mano: trabajar los músculos de dedos y muñeca por sinergias. Indicada en,

personas que hayan perdido la capacidad de agarrar objetos.• personas que hacen deportes de raqueta.• para prevenir o reducir lesiones (epicondilitis y epitrocleitis).•

· Articulación metacarpofalángica:

Diseño de condiloartrosis. Existe desproporción entre el continente (1ª falange) y el contenido, por ello existe una placa de fibrocartílago que se sitúa palmar y se fija en la base de la 1ª falange y la cabeza del metacarpiano.

− sistema ligamentoso de la articulación metacarpofalángica:

ligamentos laterales: se componen de los fascículos metacarpoglenoideo, falangoglenoideo y metacarpofalángico.

ligamento transverso intercarpiano (no es propio de la articulación): une placas de fibrocartílago glenoideo entre sí, evitando que la cabeza de los metacarpianos se separen excesivamente. Está situado en una zona neutra.

Existen poleas flexoras (3 por cada dedo) situadas en la zona palmar para todos los tendones del flexor profundo de los dedos (llega hasta la 3ª falange) y del flexor superficial de los dedos (llega hasta la 2ª falange) para mejorar su eficacia al cambiar la dirección del vector. El flexor superficial de los dedos se divide en el interior de las poleas flexoras. Las cintillas digitales son estructuras colágenas que se fijan al fibrocartílago y cuya función es sujetar los tendones de los flexores a la cabeza de los metacarpianos y evitar que el extensor común de los dedos caiga a los valles (en la artritis reumatoide acaban por romperse las cintillas que hace que los tendones del extensor común de los dedos caigan al valle y los dedos se extiendan en ráfaga cubital).

El músculo extensor común de los dedos envía una inserción a la base dorsal de la 1ª falange y se divide en 3 fascículos: uno central y 2 laterales, recorriendo el dedo hasta la 3ª falange.

− musculatura propia:

interóseos: pasan por encima del ligamento transverso intercarpiano y se sitúan en palmar y dorsal. Se•

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insertan en las cintillas laterales del extensor común de los dedos. lumbricales: pasan por debajo del ligamento transverso intercarpiano. Se insertan en las cintillas laterales del extensor común de los dedos.

· Flexión metacarpofalángica (del 2º al 5º dedo):

Limitada por el fascículo metacarpoglenoideo. Amplitud creciente del 2º al 5º dedo. Es más efectiva con 20−30º de flexión de muñeca.

− músculos agonistas: interóseos y lumbricales.

· Extensión metacarpofalángica (del 2º al 5º dedo):

Más efectiva con previa flexión de muñeca.

− músculos agonistas: extensor común de los dedos.

· Abducción metacarpofalángica (del 2º al 5º dedo):

− músculos agonistas: interóseos dorsales (separan los dedos del eje medio).

· Aducción metacarpofalángica (del 2º al 5º dedo):

− músculos agonistas: interóseos palmares.

· Articulación interfalángica:

Diseño de trocleoartrosis con desproporción continente−contenido. Esto es solucionado por una placa de fibrocartílago en la cara palmar (sólo existe en la articulación interfalángica proximal: IFP) y fijada en la base de la 2ª falange.

− sistema ligamentoso de la articulación interfalángica:

ligamento falangoglenoideo: limita la extensión.• ligamento interfalángico: limita la flexión. Se sitúa lateralmente.•

· Extensión IFP e IFD:

En la articulación IFP existe un sistema fibroso que se sitúa en la cara palmar por debajo el fibrocartílago y por encima de los tendones del flexor de los dedos e impide la hiperextensión.

− músculos agonistas: extensor común de los dedos, interóseos y lumbricales. Hay que añadirles los músculos propios del 2º y 5º dedo.

· Flexión IFP e IFD:

− músculos agonistas IFP: flexor superficial de los dedos.

− músculos agonistas IFD: flexor profundo de los dedos.

· Vainas sinoviales de la mano: evitan la compresión en los tendones de los músculos flexores. Su capa visceral está pegada al tendón. Las encontramos a diferentes niveles: ligamento del carpo y donde hay poleas

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flexoras.

Tema 18: Biomecánica de la mano (II): biomecánica del pulgar.

Columna mecánica independiente de los movimientos de los otros dedos.

· Unión funcional de las articulaciones:

articulación trapezometacarpiana.• articulación metacarpofalángica.• articulación interfalángica.•

· Articulación trapezometacarpiana:

Encaje recíproco con 2 grados cinéticos. Tiene gran laxitud y permite el movimiento pasivo de pronación y supinación del 1er metacarpiano.

− sistemas de estabilización: son pasivos,

ligamento recto anteroexterno: posición palmar y externa.• ligamento oblicuo anterointerno: posición palmar y en el eje medio.• ligamento oblicuo posterointerno: posición dorsal y en el eje medio.•

− movimientos del pulgar: los ejes de movimiento son oblicuos a los planos espaciales,

retroposición: en el plano de la uña del pulgar. El 1er metacarpiano se coloca paralelo al plano que forman el resto de los metacarpianos. Limitado por el ligamento recto anteroexterno.

anteposición: en el plano de la uña del pulgar. El 1er metacarpiano se coloca perpendicular al plano que forman el resto de los metacarpianos. Limitado por ambos ligamentos oblicuos.

flexión: en el plano perpendicular a la uña del pulgar. El pulpejo se sitúa en la base del 5º dedo. Limitado por el ligamento posterointerno.

extensión: en el plano perpendicular a la uña del pulgar. El 1er metacarpiano se coloca formando un ángulo de 60º con respecto al 2ª metacarpiano. Limitado por los ligamentos recto anteroexterno y oblicuo anterointerno.

[Los movimientos asociados de pronación y supinación están limitados por los ligamentos oblicuo posterointerno y anterointerno respectivamente].

· Articulación metacarpofalángica:

Anatómicamente condiloartrosis con desproporción continente−contenido. Funcionalmente se trata de una trocleoartrosis. Para aumentar la congruencia existe en la cara palmar una placa de fibrocartílago. Pegados a la placa hay 2 huesos sesamoideos (diferencia con el resto de las articulaciones de los dedos) que se incluyen en el fibrocartílago. La cabeza del metacarpiano es asimétrica, esto supone que en la flexión y extensión la base de la falange gire hacia la pronación.

− sistema ligamentoso de la articulación metacarpofalángica: evitan el arrancamiento de los huesos sesamoideos por la musculatura propia. Unen los sesamoideos entre sí y a falange, metacarpiano y fibrocartílago. La flexión está limitada por el ligamento lateral o metacarpofalángico, mientras la extensión está limitada por el ligamento metacarpoglenoideo.

· Articulación interfalángica.

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Trocleoartrosis. El ligamento lateral interno es más corto que el externo, lo que obliga a la pronación asociada a la flexión.

· Movimiento de oposición:

Intervienen las 3 articulaciones del pulgar. Es el resultado de la asociación de anteposición, flexión y pronación.

− músculos agonistas: 2 grupos musculares,

grupo sesamoideo interno: el grupo más activo en las presas de fuerza. Formado por los músculos aductor del pulgar y 1er interóseo palmar (puede estar ausente). Ambos tienen inserción en la línea media del sesamoideo. Grupo inervado por el cubital.

grupo sesamoideo externo: el grupo más importante en la pinza de precisión. Formado por los músculos abductor corto, flexor corto y oponente del pulgar. Grupo inervado por el mediano.

− músculos antagonistas: extensor largo y corto del pulgar. También podemos incluir al abductor largo del pulgar (anteponedor de la columna del pulgar). Grupo inervado por el radial. Para valorar su estado se valora el pulgar en extensión.

· Movimiento de anteposición:

Sólo interviene la articulación trapezometacarpiana.

− músculos agonistas: flexor largo propio, oponente y abductor corto y largo del pulgar.

· Movimiento de flexión:

− músculos agonistas: flexor largo propio del pulgar, grupo sesamoideo interno y sesamoideo externo.

Tema 19: Biomecánica de la columna vertebral: generalidades.

Las curvas del plano sagital aumenta la resistencia a la fuerza de flexión: R = n2+1 (siendo n el número de curvas). Funcionalmente se divide en 2 arcos: anterior (resistencia) y posterior (movilidad).

Existe una evolución filogenética y ontogenética de la columna vertebral. Respecto a esta última, cuando nacemos no las tenemos. Las curvas cervical y lumbar a parecen por modificaciones óseas y musculares cuando el niño levanta la cabeza pues cambian las fuerzas de compresión por las de tracción (el proceso dura 3 meses). La lordosis lumbar aparece con la bipedestación por ser contraria a la flexión.

Las diferentes regiones (cervical, dorsal, lumbar y sacra) se diferencian por el diseño de sus vértebras que va en función de su cometido en la columna vertebral, éstas se encajan para dar flexibilidad y resistencia. Son artrodias.

La columna está diseñada para la bipedestación. Al sentarse aumenta la acción muscular por desplazamiento del centro de gravedad, lo que aumenta el brazo de resistencia que es peligroso para la columna vertebral. [Es pero la inclinación hacia delante que hacia atrás].

Las vértebras se componen de tejido óseo compacto que la recubre y tejido óseo esponjoso cuyas trabéculas se reparten siguiendo líneas de fuerzas (compresión: vertical, tracción: arqueadas y cizallamiento: horizontales). Para la tracción existen 2 sistemas arqueados (superior: nace de la parte superior del cuerpo vertebral, e inferior: nace desde la parte inferior del cuerpo vertebral) que refuerzan los arcos que forman la apófisis

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espinosa y articular superior y la apófisis articular inferior hasta la apófisis espinosa.

− sistema ligamentoso de la columna vertebral: es pasivo,

ligamento vertebral común anterior: une cuerpos vertebrales por su parte ventral. Recorrido ventral a las discos intervertebrales. Desde el agujero occipital al sacro.

ligamento vertebral común posterior: une discos intervertebrales, al unirse se abre en abanico. Desde el agujero occipital al sacro.

ligamento amarillo: une láminas vertebrales. Hay 2 (laterales). Mayor proporción de fibras elásticas.• ligamentos interespinosos: une apófisis espinosas que abarca en su totalidad.• ligamentos supraespinosos: une los extremos de las apófisis espinosas.• ligamentos capsulares: refuerzan las articulaciones interapofisarias.•

− sistema estabilizador activo o muscular: actúan como obenques o palancas para el movimiento. Son estabilizadores activos.

− unidad funcional vertebral (UVF) o segmento móvil de la columna vertebral: formado por 2 vértebras adyacente más el tejido blando (disco intervertebral y no los músculos). Actúa como una palanca de 1er género.

− disco intervertebral: se corresponde con un modelo viscoelástico sin componente plástico. Se degenera antes en las personas sedentarias y lo hace de dentro a fuera. Si el disco intervertebral está dañado la compresión va a parar a la colágena, disminuyen los espacios intervertebrales y sucede una alteración mecánica. La progresión conlleva una perdida de altura y laxitud de los ligamentos, seguido por la profusión y degeneración discal y la producción de osteofitos.

Formado por:

anillo fibroso: contacta con el hueso. Formado por capas de colágena que se orientan de diferente manera. En una misma capa las fibras de colágena también tienen distintas orientaciones con el fin de absorber la fuerza de tracción en cualquier dirección. La rigidez máxima está en las fibras orientadas a 15º (son las más externas) y mínima en aquellas orientadas a 90º (las más internas).

núcleo pulposo: las cargas aumentan la presión del núcleo que provoca que también aumente la rigidez del disco intervertebral. Principalmente se encarga de aguantar las fuerzas de compresión. Compuesto por agua que se encuentra libre o unida a proteoglicanos. El agua libre se encarga de variar la rigidez: cuando es absorbida disminuye la rigidez y la columna vertebral se descarga. Con la edad disminuye la capacidad del sistema de amortiguación del núcleo pulposo.

− cinética:

compresión: absorbida por los cuerpos y discos vertebrales (columna anterior). Los problemas aparecen con las hiperlordosis mantenidas (aumentan la carga en las carillas articulares con posible pinzamiento de la cápsula articular) y las hiperextensiones mantenidas (posible fractura del arco posterior por fatiga en la zona lumbar).

cizallamiento: en la región lumbar es absorbida por las carillas articulares (mayor riesgo de lesión). En las regiones cervical y dorsal además de por las carrillas articulares es absorbida por los discos intervertebrales y ligamentos. Por tanto, el arco posterior es quien soporta la cizalla que tiende a elevar las apófisis espinosas.

flexión: las carillas articulares no asumen cargas en este caso. Esto corresponde a elementos pasivos como son: ligamentos capsulares (40% carga), ligamentos supra e infraespinosos (20%) y ligamento amarillo (13%).

Inclinación lateral: absorbida por el ligamento amarillo contralateral a la inclinación y los ligamentos•

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intertransversos también contralaterales (menos importante). momentos de fuerza: hay un momento flexor como consecuencia del peso y la gravedad y otro momento extensor por los músculos erectores del cuerpo que se equilibran en el plano sagital.

− orientación de las carillas articulares:

segmento cervical: 45º. Permite movimientos de flexión, extensión, inclinación y rotación.• segmento dorsal: similar al plano frontal. Permite movimientos de inclinación.• segmento lumbar: similar al plano sagital. Permite movimientos de flexión y extensión. Impide totalmente las rotaciones.

− propiocepción:

corpúsculos de Freeman y Wyke: órganos efectores del reflejo fibroneuromuscular. Activación con los movimientos forzados. Responde con una contracción coordinada de los antagonistas al movimiento.

corpúsculos de Nade: órganos nociceptivos situados en la cápsula articular. Estimulados por sobrecargas mecánicas o en procesos inflamatorios. Respuesta muscular para evitar que el movimiento sobrepase los límites fisiológicos.

Tema 20: Biomecánica de la columna vertebral: segmento cervical. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Características: orientada en lordosis. Formada por 7 vértebras que se caracterizan por tener apófisis espinosas bífidas y agujeros para el paso de las arterias. Se divide en 2 segmentos: cervical superior (occipital−atlas−axis) y cervical inferior (C3−C7).

· Columna cervical superior:

− articulación occipitoatloidea: condiloartrosis. Unión de los cóndilos laterales del occipital (convexo) con las masas laterales del atlas (cóncavas). Los movimientos de flexión y extensión son muy amplios (es un pívot por ser la de mayor rango), su eje atraviesa la apófisis mastoides. Las inclinaciones están más limitadas, su eje pasa 3 cm por encima de la apófisis odontoides (eje anteroposterior). La rotación axial es casi nula, sólo hay una reserva elástica para os últimos 7−10º.

− articulación atloaxoidea: biconvexa. Es bastante inestable. Sólo permite la flexoextensión: en flexión el atlas escurre hacia atrás del axis, mientras en extensión es al contrario (anteroretrolistesis). El eje pasa por las masas laterales del atlas.

− articulación atloodontoidea: trocus. Pívot de las rotaciones por tener una amplitud de 45º. Eje en el centro de la apófisis adontoides o del ligamento transverso. En el giro con inclinación el atlas gira alrededor de la apófisis odontoides, momento en el que hay un bostezo asociado de la articulación biconvexa contralateral. [En el giro puede quedar obstruida la arteria que en caso de enfermedad oclusiva crónica supone un peligro].

− sistema ligamentoso de contención de la columna cervical superior: se disponen en 4 capas,

ligamento transverso. [1ª capa].• ligamentos occipitoodontoideos (uno central y 2 laterales): impide que la apófisis odontoides contacte con el bulbo donde se encuentra el centro de la respiración. [1ª capa].

ligamento cruciforme. [2ª capa].• membrana tectórea. [3ª capa].• ligamento vertebral común posterior. [4ª capa].• ligamento occipitoatloideo: fija al hueso occipital.•

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