Apuntes sobre la Biomecánica_Parte3, Apuntes de Fisioterapia. Universidad de Buenos Aires
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Apuntes sobre la Biomecánica_Parte3, 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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[Atención en personas con Síndrome de Down por tener los ligamentos más laxos].

· Columna cervical inferior:

− características: apófisis unciformes, discos intervertebrales y articulaciones interapofisarias.

− características mecánicas: sus carillas se orientan formando un ángulo de 45º, lo que facilita el movimiento. Permite rotaciones (deslizamiento) y traslaciones en todas las direcciones con predominio de la flexoextensión (plano sagital). La rotación y traslación son máximas en C5−C6 (lugar más inestable en los accidentes con riesgo de afectación del nervio frénico de la respiración). Los ejes de la flexoextensión no son constantes sino que se trasladan a distintos niveles. En C5 existe el llamado movimiento paradójico, en extensión de la columna cervical C5 se flexiona y viceversa.

− apófisis unciformes o de Lushka: une vértebras y bloquea movimientos. Son pseudoartrodias que se degeneran las primeras en columna vertebral (se producen osteofitos que comprimen las raíces nerviosas produciendo cervicoartrosis). Obligan a la inclinación lateral para cada rotación y viceversa.

Tema 21: : Biomecánica de la columna vertebral: segmento dorsal o torácico. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Vértebras: son 12 para este segmento. Son palancas de 1er género. La orientación de las carillas apofisarias es próxima al plano frontal con lo que se facilitan las inclinaciones laterales.

· Anatomía: lo habitual es que las costillas se unan a la vértebra superior e inferior a través de las articulaciones costovertebrales y costotransversas tal y como ocurre desde la 2ª a la 9ª vértebra (se limita la rotación y flexión). Las costillas 1ª, 10ª, 11ª y 12ª sólo se unen con el cuerpo vertebral de la vértebra correspondiente con lo que no tienen articulaciones costotranversas pero sí articulaciones costovertebrales.

· Articulaciones: son 3 en este segmento,

articulaciones interapofisarias: de movimiento.• articulaciones costovertebrales: unión de la costilla con la vértebra correspondiente.• articulaciones costotranversas: entre D1−D7 la carilla articular de la apófisis transversa está orientada hacia delante mientras en el segmento D8−D12 se orienta hacia arriba con lo que obliga a un movimiento asociado de deslizamiento hacia arriba en inspiración, que arrastra al esternón a moverse en esa misma dirección con más amplitud que el recorrido que realiza en su parte superior.

Tema 22: Biomecánica de la respiración.

· Mecánica respiratoria: en reposo la cara externa de las costillas (excepto el 1er par) se orienta hacia fuera y abajo. En la 1ª costilla el eje de movimiento es casi frontal (150º), éste se sitúa más sagital hacia caudal (en 9ª y 10ª costilla el ángulo es de 180º). En inspiración la caja torácica rota en dirección craneal colocando el plano costal perpendicular al plano vertebral. El ascenso de las costillas provoca un desplazamiento anterolateral (especialmente en la región superior) y aumenta el diámetro transversal del tórax (muy marcado en las regiones torácicas media e inferior). Las articulaciones condroesternales actúan como una barra de torsión: en inspiración la elasticidad del cartílago actúa como un muelle acumulando energía para descender el esternón de manera pasiva en la espiración.

· Aparato respiratorio: desde la traquea hasta los bronquios de 1 mm de luz. Los anillos cartilaginosos de los bronquios dan rigidez pero están incompletos dorsalmente. En este espacio encontramos fibras elásticas y miofibrillas de colágena que dan elasticidad. Las ramificaciones pequeñas están rodeadas de fibras lisas de trayecto espiral hasta llegar a los sacos alveolares.

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− tipos de desplazamiento de los bronquios: la variación del diámetro torácico es en función del efecto de presión o tracción del aire,

desplazamiento angular: provoca una apertura en abanico.• desplazamiento longitudinal.• desplazamiento anular: es el que aumenta los diámetros del tórax.•

− elasticidad y flexibilidad pulmonar: presente en,

alveolos pulmonares: por la presencia de elastina y colágena.• bronquios: por su capacidad de desplazamiento.• cartílagos costales: por su capacidad de torsión.•

· Ventilación:

− diafragma: le corresponde un 97% de la fuerza en la respiración tranquila y un 70% si la respiración es máxima. Su acción y relajación son progresivas. Para actuar precisa de la fijación de la 1ª costilla por los escalenos y de la 12ª por la acción del cuadrado lumbar y serrato menor posteroinferior. Su contracción provoca un aumento del diámetro vertical. Cuando llega al tope de su descenso por la presión intraabdominal aumenta el diámetro transverso del tórax rotando las costillas que tiran de sus inserciones.

− inspiración: en 3 fases progresivas,

diafragma, músculos paraesternales e intercostales externos.• músculos supracostales.• esternocleidomastoideo, serratos posterosuperiores, músculos tranversoespinosos y espinales, extensión de la columna vertebral y descarga del peso de los miembros superiores (elevación del húmero hasta los 70º) y pectoral mayor y menor y serrato lateral.

− espiración: si es pasiva o relajada no hay gasto energético. Si es forzada el 65% de la fuerza es muscular (80% de los abdominales y 17% de los intercostales internos y triangular del esternón) y el 35% corresponde a la retracción del tejido pulmonar y el tórax.

Tema 23: Biomecánica de la columna vertebral: segmento lumbar. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Características: orientación lordótica con cenit en L3. Es la zona de más solicitación de toda la columna vertebral (especialmente la unión lumbosacra), por ello los cuerpos y discos vertebrales son más grandes. La orientación de las apófisis articulares es próxima al plano sagital, lo que facilita el movimiento de flexoextensión. En las articulaciones interapofisarias existe un mecanismo valvular para disminuir la presión intraarticular: en sus polos hay unas cápsulas laxas de donde la grasa pasa de una cámara interna a otra externa. Además existen unas estructuras meniscoidales: rebordes de tejido conectivo en forma de cuña (rellenan los espacios curvos entre superficies articulares), almohadillas de tejido adiposo en los polos y estructuras fibroadiposas de más de 5 mm (se proyectan hacia el interior).

· Técnicas de manipulación:

La presión en L3, L4 y L5 aumenta la lordosis lumbar. Si presionamos a nivel de L1 y L2 la lordosis lumbar disminuye.

· Flexión lumbar:

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Existen 2 etapas:

0−40º: la responsabilidad es de la columna lumbar. A los 40º desaparece la lordosis fisiológica. Las fuerzas que contrarrestan el cizallamiento durante la flexión son: la presión intraabdominal (5−30%), la tensión ligamentosa, las carillas articulares (20%) y la fascia dorsolumbar (evita la hiperlordosis. A ella se adosan los músculos erectores del tronco, descarga la compresión sobre el disco intervertebral y sufre tracción a nivel de L4−L5).

− músculos agonistas: músculos abdominales recto anterior, oblicuo mayor y menor (grupo extrínseco ileotorácico) y psoas iliaco (grupo intrínseco femoroespinal).

40−80º: responsabilidad de las caderas y la columna lumbar.•

· Extensión lumbar:

− músculos agonistas: distribuidos en 3 capas,

capa superficial: músculos sacroespinales o erector espinae (iliocostal, dorsal largo y epiespinoso).• capa intermedia: músculos multífidos (desde apófisis transversas a apófisis espinosas).• capa profunda: músculos intertransversos (cortos y profundos).•

· Inclinación lumbar:

− músculos agonistas: músculos oblicuos del abdomen, cuadrado lumbar e intertransversos homolaterales.

· Rotación:

Producida por aquellos músculos con dirección más oblicua del tronco.

− músculos agonistas: músculos abdominales transversos y oblicuos, psoas iliaco y musculatura corta.

Tema 24: Biomecánica de la cintura pélvica.

· Pelvis: en la mujer es más ancha para la salida del feto por el canal del parto. La cintura pélvica de compone de la unión de los 2 huesos coxales con el sacro y coxis:

los 2 coxales se unen en la región púbica a través de la articulación sínfisis del pubis (anfiartrosis).• dorsalmente se unen coxal y sacro a través de 2 articulaciones sacroiliacas (artrodia).• unión sacro con coxis a través de la articulación sacrococígea (anfiartrosis).•

· Articulación sacroiliaca:

Artrodia con una angulación semilunar de las carillas articulares. Al nacer la orientación es más longitudinal, la semilunar se adquiere con las cargas. La evolución sería la siguiente:

al nacer existe fibrocartílago en el iliaco y cartílago hialino en el sacro. Las superficies articulares son planas.

en la pubertad las superficies articulares siguen siendo planas. Existen deslizamientos en todos los sentidos.• tras la pubertad las superficies articulares se hacen irregulares para mejorar la resistencia aunque disminuye la movilidad. Las irregularidades aumentarán con la edad.

El fibrocartílago comienza a degenerarse a los 30 años en hombres y a los 40 en mujeres (más tardío debido a

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la gestación) pudiendo bloquear la articulación. Hay una potente cápsula articular (principalmente por delante) reforzada por ligamentos que le engrosan en su parte anterior aunque no limitan el movimiento por ser mecánicamente débiles, son los ligamentos anteriores o sacroiliacos ventrales.

Está rodeada de músculos muy potentes que se encargan de la movilidad y la estabilidad dinámica de la articulación. También se encargan de mantener los ejes del movimiento triplanar.

− sistema ligamentoso de la articulación sacroiliaca:

ligamento interóseo: el más potente y estabilizador.• ligamento sacroiliaco.• ligamento iliolumbar.• ligamento sacrotuberoso o sacrociático mayor.• ligamento sacroespinoso o sacrociático menor.•

· Modelo Panjabi:

El equilibrio de las articulaciones supone su correcto funcionamiento y viceversa.

Sistema control (neural)

Sistema pasivo Sistema activo

(osteoarticular y ligamentoso) (miofascial)

· Estabilidad: depende del llamado mecanismo de cierre o autobloqueo que a su vez depende de:

diseño anatómico: la pelvis se dispone en forma de cuña o triángulo invertido para ser la piedra angular del arco romano y así autobloquearse. Esto es importante pues la dirección de las fuerzas es extremidades−sacro−articulación sacroiliaca. Las partes distales del arco están sujetas por los ligamentos sacroiliaco posterior, sacrociático mayor y menor y por los músculos cocígeo y periforme. La orientación de las carillas en semiluna contrarresta las traslaciones verticales y anteroposteriores evitando una posible luxación. Los músculos del suelo pélvico y el engranaje de las superficies articulares con aparición de las regularidades contribuyen a ello.

fuerzas: mantienen el cierre y son originadas por 2 sistemas,•

− fuerzas que originan la nutación: la nutación estabiliza la articulación sacroiliaca porque tensa los ligamentos sacrotuberoso y sacroespinoso. En la nutación se abre el estrecho inferior de la pelvis cerrándose la superior. También ocurre que el promontorio y el coxis se adelantan originando la separación de las tuberosidades isquiáticas y acercando las alas iliacas. La nutación es el movimiento más amplio en el nacimiento tras salir la cabeza del bebe (previamente ha habido una contranutación para encajar la cabeza en la salida). No sólo son movimientos del momento del parto sino que se dan continuamente al andar: en la fase de balanceo con la pierna se produce la nutación y con la pierna apoyada ocurre la contranutación.

− unidades miofasciales internas y externas: las unidades externas se componen de 3 sistemas,

sistema oblicuo: el sistema oblicuo posterior está constituido a través de la fascia toracolumbar, dorsal ancho y glúteo mayor contralateral en contracción simultánea, se estabiliza así la articulación sacroiliaca. El sistema oblicuo anterior se compone de los abdominales oblicuos mayor y menor de un lado a través de la fascia abdominal hasta los aductores de la cadera del lado contralateral. Tiene inserción en la sínfisis del pubis estabilizando ésta directamente e indirectamente a la articulación sacroiliaca.

sistema profundo longitudinal: unión del erector espinae, ligamento sacrotuberoso y bíceps femoral a través•

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de la fascia toracodorsal en su lámina más profunda. Estabiliza la articulación sacroiliaca. sistema lateral: unión del glúteo menor y medio y aductores de cadera contralaterales. Estabiliza durante la marcha en el plano frontal.

Tema 25: Biomecánica de la articulación de la cadera. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

· Características articulares:

Enartrosis mecánica entre el acetábulo coxal y la cabeza femoral. Como el tamaño de esta última es mayor existe un fibrocartílago alrededor del acetábulo excepto en la parte inferior donde el trasfondo cotiloideo tiene grasa vascularizada. El cartílago hialino es más grueso para mejorar el soporte a la sobrecarga, se encuentra en la porción superior del acetábulo y en la porción central y medial de la cabeza femoral. También existe una potente cápsula articular reforzada con diferentes ligamentos y el músculo psoas iliaco. Esta cápsula es más densa en las regiones anterior y superior porque debido a la orientación del fémur las solicitaciones son mayores.

· Sistema ligamentoso de la cadera:

− ligamentos anteriores:

ligamento iliofemoral o de Y de Bertin: formado por 2 fascículos (superior e inferior). Limita los movimientos de extensión, rotación interna y externa.

ligamento pubofemoral: forman la llamada Z dinámica cuando se une al ligamento iliofemoral. Limita los movimientos de abducción, extensión y rotación externa (en menor medida).

− ligamento posterior:

ligamento isquiofemoral: realmente cubre más parte superior que posterior. Limita los movimientos de aducción, extensión y rotación interna.

· Sistemas trabeculares de la articulación coxofemoral: existen 2 sistemas principales,

sistema sacroiliaco inferior: se origina en la parte inferior de la articulación sacroiliaca, atraviesa la línea innominada y llega a la parte superior del acetábulo coxal donde se junta en abanico con el sistema de la cabeza femoral (cortical inferior del cuello del fémur). Soporta fuerzas de compresión.

sistema sacroiliaco superior: se origina en la parte superior de la articulación sacroiliaca para reforzar la zona media e inferior de la cavidad cetabular, se continúa con el sistema arciforme que tiene una trayectoria desde la zona interior e inferior de la cabeza femoral a través del cuello anatómico hasta la cortical externa de la diáfisis del fémur. Soporta fuerzas de tracción.

existen otros sistemas como son el sacropúbico (arciforme. Soporta fuerzas de tracción), sacroisquiático (en abanico. Soporta fuerzas de compresión) e intertrocantéreo (del trocanter mayor al menor).

[Entre el cuello anatómico y quirúrgico es una zona de frecuentes fracturas].

· Morfología femoral:

Al nacer la cabeza del fémur forma un ángulo de 145º que se aplana con las cargas y al andar hasta quedar con 125º de inclinación (el ángulo se corrige en las primeras etapas). El ángulo de anteversión o declinación de la cabeza femoral es de 12−15º (45º al nacer) tras ser corregido por las cargas. Puede haber retroversión femoral que hace que la extremidad gire hacia externo. Evitar que los niños se sienten en W.

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· Flexión de cadera:

Una previa flexión de rodilla proporciona mayor amplitud a este movimiento. Por el contrario con una extensión de rodilla el rango articular es menor por ser los isquiotibiales antagonistas. Esto se debe a que son músculos biarticulares.

− músculos agonistas: psoas iliaco (también es aductor y rotador externo) y recto femoral (flexor puro) son los más importantes. También son agonistas del movimientos los músculos sartorio (también es abductor y rotador externo) y tensor de la fascia lata (también es abductor y rotador interno). [Todos ellos están situados por delante del eje vertical, por delante del plano frontal].

· Extensión de cadera:

Una previa extensión de rodilla proporciona mayor amplitud a este movimiento. Con la flexión de rodilla se reduce el rango articular por la tensión del recto femoral que ejerce de antagonista.

− músculos agonistas: glúteo mayor (monoarticular), isquiotibiales (biarticulares) [ambos estabilizan la pelvis en el plano sagital o anteroposterior], glúteos inferior (fibras posteriores) y medio y aductor mayor (fascículo independiente). [Todos ellos están situados por detrás del eje vertical, en el plano dorsal].

[El fascículo superior tiene origen iliaco y tiene función de separación y rotación externa. El fascículo inferior de este músculo con origen sacro es aproximador y rotador interno].

· Abducción de cadera:

Sólo es de 15º, pero la movilidad aumenta porque intervienen pelvis y columna vertebral.

− músculos agonistas: el principal es el glúteo medio (estabiliza la pelvis en el plano frontal y en el apoyo monopodal. Cuando la fuerza muscular es menor del 50% de la normal se produce la marcha de Trendelenburg, esta es la única ocasión en la que la pelvis cae hacia el lado insuficiente o lesionado), glúteo medio, tensor de la fascia lata (ambos ayudan al glúteo medio en la estabilización) y músculo piramidal. [Todos ellos están situados en externo eje vertical, en el plano lateral].

· Aducción de cadera:

Sólo es de 15º, pero la movilidad aumenta porque intervienen pelvis y columna vertebral.

− músculos agonistas: aductores mayor, medio e inferior (actúan con los abductores contralaterales para evitar la caída de la pelvis). [Todos ellos están situados en interno al eje vertical, en el plano medial].

− músculos sinergistas: músculos gracilis o recto interno y pectíneo.

· Rotación externa de cadera:

Su arco de movimiento es mayor que la rotación interna (90º frente a 70º) porque aumenta la base de sustentación.

− músculos agonistas: músculos pelvitrocantéreos, aductores de cadera, cuadrado crural, pectíneo y glúteos mayor, medio y menor (estos 2 últimos sólo con previa rotación interna). [Todos ellos cruzan por delante al eje vertical].

· Rotación interna de cadera:

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− músculos agonistas: glúteos mayor y menor.

− músculo sinergista: tensor de la fascia lata.

Tema 26: Biomecánica del complejo articular de la rodilla. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

Complejo articular formado por una doble trocleoartrosis que favorecen la estabilidad y movilidad de la rodilla:

articulación femoropatelar: por unión del cóndilo externo femoral y rótula. La rótula es un hueso sesamoideo que actúa como polea semimóvil con 2 funciones: aumentar la fuerza del cuadriceps (al aumentar el resultado de la fórmula M = Fxd) y aumentar la superficie de contacto entre fémur y ligamento rotuliano del cuadriceps. El inconveniente de esta articulación es su gran solicitación de cargas, en extensión máxima está en descarga pero en flexión las cargas crecen progresivamente con el movimiento. Estas solicitaciones exigen una congruencia casi perfecta (aguanta la mitad del peso corporal en la marcha y 3 veces el peso al subir escaleras). La rótula se mueve en el plano frontal y sagital, nunca contacta totalmente con el fémur. Hay 3 diseños anatómicos de rótula en función de la ubicación del canal patelar: tipo I (canal central, típico), tipo II (canal lateral) y tipo III (sin canal, riesgo alto de lesión). Las fibras oblicuas del vasto interior que recentran la rótula para evitar que se luxe hacia fuera tienen una orientación de 80º.

articulación femorotibial: trocleoartrosis mecánica pero con movimientos asociados de rotación y varo−valgo. La unión es entre cóndilos femorales y meseta tibial. La superficie medial de la tibia es cóncava mientras la superficie lateral es convexa y más inestable. El cóndilo medial tiene una orientación interna y dorsal para alcanzar la línea de carga de la extremidad. Debido a la asimetría entre cóndilos se produce el llamado atornillamiento automático de la rodilla: en extensión se produce rotación externa y valgo (el cóndilo externo o lateral se bloquea porque el cóndilo interno desciende, y rota hacia interno con lo que provoca que la tibia rote a externo) y en flexión se produce rotación interna y varo (el cóndilo interno se bloquea porque el cóndilo externo desciende, y rota hacia externo con lo que provoca que la tibia rote a interno). Las espinas tibiales dan estabilidad en el plano frontal porque evitan que los cóndilos femorales se muevan. En el movimiento de flexoextensión existe rodamiento y deslizamiento para evitar la luxación. La rotación se inicia con 20º de flexión, es máxima a los 40−60º y nula a partir de los 90º. [La rotación activa alcanza 30º de rotación externa y 15º de rotación interna].

· Estructuras blandas de la rodilla:

− meniscos: estructura de fibrocartílago con fibras de colágena en todas direcciones. Mecánicamente mejoran la congruencia (especialmente el menisco externo), la lubricación y el reparto de cargas. Se unen por unos cuernos anteriores y posteriores a la meseta tibial, el resto de superficie meniscoidal es libre. Acompañan el movimiento de los cóndilos femorales, se rompen cuando se descoordinan los cóndilos y los músculos donde tienen inserción. En extensión trasmiten cargas y se dirigen hacia delante acompañando a los cóndilos, en flexión sólo intentan mejorar la movilidad. También se unen a la membrana sinovial para nutrirse. Hay 2 en la rodilla:

interno: aumenta el contacto entre las superficies para repartir mejor las cargas. Es más delgado, grande y abierto que el menisco externo. Recorre casi toda la superficie pero sólo por el borde. Tiene unión con el menisco externo a través del ligamento yugal (zona anterior), a la rótula por el ligamento meniscorotuliano, al ligamento lateral interno en sus zonas lateral y posterior y al músculo semimembranoso en la zona posterior (pata de ganso profunda).

externo: se cierra como un anillo por la forma convexa de la tibia. Tiene unión con el menisco interno a través del ligamento yugal, a la rótula por el ligamento meniscorotuliano, al músculo poplíteo y al ligamento meniscofemoral que acompaña al ligamento cruzado posterior.

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− sistema ligamentoso de la rodilla: la estructura capsuloligamentosa está formada por,

pivote central: estabiliza en los planos sagital o anteroposterior y horizontal. Constituido por los ligamentos cruzados anterior y posterior, que tienen sus fibras en torsión para mantener la tensión en todo el recorrido articular.

− ligamento cruzado anterior: principal freno para evitar que el cóndilo interno se luxe hacia atrás o la tibia hacia delante, 2/3 del ligamento (fibras posterolaterales) está en máxima tensión con la extensión total de rodilla y 1/3 del mismo está en tensión máxima a partir de 90º de flexión.

− ligamento cruzado posterior: frena que la tibia se luxe hacia delante y el cóndilo interno hacia atrás, la flexión tensa su fascículo anterolateral (el más potente) y la extensión tensa el resto del ligamento. Ambos ligamentos limitan la rotación interna con la rodilla en 30º de flexión.

estructuras periféricas: estabilizan en los planos frontal (varo−valgo) y horizontal.•

− ligamento lateral interno: colabora con la pata de ganso superficial en el control del valgo. Es más grueso que el externo. Tiene inserción del menisco interno. Con extensión total la tensión del ligamento es máxima mientras que en flexión la tensión sólo es parcial. Tiene acción sincrónica y protectora del ligamento cruzado anterior.

− ligamento lateral externo: controla el varo ayudado por los músculos tensor de la fascia lata y bíceps crural.

− sistema del ligamento oblicuo posterior: formado por 3 fascículos (uno con inserción tibial y 2 para el cóndilo externo). Su fascículo más superior tiene conexión directa con la pata de ganso profunda y su fascículo inferior forma parte de la arcada del poplíteo.

[Para trabajar en la recuperación de los ligamentos laterales la rodilla no se posiciona ni en extensión ni rotación externa. Para los cruzados ni extensión, ni rotación interna y el caso del cruzado posterior tampoco en flexión de 90º].

· Flexión de rodilla:

− músculos agonistas: isquiotibiales (colabora con el ligamento cruza anterior tirando de la tibia hacia atrás), tensor de la fascia lata (flexor de rodilla pero con previa flexión de la misma), recto interno, sartorio, poplíteo y gemelos (si actúa conjuntamente con los isquiotibiales la resultante produce extensión de rodilla).

· Extensión de rodilla.

− músculos agonistas: cuadriceps (protege al ligamento cruzado posterior tirando del tubérculo tibial hacia delante).

Tema 27: Biomecánica del complejo articular del tobillo. Musculatura responsable de los movimientos y acciones asociadas.

Trocleoartrosis. Los movimientos son congruentes y coaxiales. Principalmente se mueve el peroné y la tibia está fija. Establecida por:

sindesmosis tibioperonea: la membrana sinovial hace que los huesos puedan moverse entre si. Hay numerosos ligamentos para reforzar esta unión. LA articulación tibioperonea proximal tiene movimiento pasivo.

astrágalo: la articulación tibioperonea le hace una pinza. No tiene inserciones musculares. Tiene 3•

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superficies articulares: polea superior (asimétrica, más ancha en su porción anterior), superficie interna para el maleolo tibial (en semiluna) y superficie externa para el maleolo peroneo (en triángulo). El astrágalo reparte el peso corporal: 1/3 es para el escafoides y los 2/3 restantes van a parar al calcáneo.

[El maleolo peroneo o externo desciende más para aguantar las fuerzas de compresión que van a la parte externa. Al maleolo interno, que desciende más, van las fuerzas de tracción].

· Sistema ligamentoso del tobillo: son refuerzos laterales para controlar la flexoextensión,

− ligamentos laterales:

ligamento lateral interno, medial o deltoideo: controla el valgo y tracción debido a los 5º fisiológicos de varo del tobillo. Existe uno profundo que une tibia y astrágalo y otro superficial que va más allá de la articulación del tobillo y que se subdivide en 3 fascículos: anterior (inserción en escafoides), medio (une tibia y sustentáculo tali) y posterior (une tibia con astrágalo discurriendo por encima del profundo).

ligamento lateral externo: controla los movimientos del tobillo. Formado por una capa con 3 fascículos: peroneo−astrágalo anterior (limita flexión plantar), peroneo−calcáneo (limita varo) y peroneo−astrágalo posterior (limita flexión dorsal).

· Flexión dorsal de tobillo:

El eje de movimiento es oblicuo a los planos sagital y horizontal y pasa por la punta de ambos maleolos. Lleva asociado un movimiento pasivo de abducción de los dedos. Debido a la asimetría de la polea astragalina en este movimiento el peroné se aleja , asciende y gira en interno.

− músculos agonistas (de medial a lateral. Los músculos se encuentran por delante del eje de movimiento): tibial anterior, extensor propio del 1er dedo, extensor común de los dedos y peroneo anterior.

· Flexión plantar de tobillo:

El eje de movimiento es oblicuo a los planos sagital y horizontal y pasa por la punta de ambos maleolos. Lleva asociado un movimiento pasivo de aducción de los dedos. Debido a la asimetría de la polea astragalina en este movimiento el peroné se acerca , desciende y gira en externo.

− músculos agonistas (de medial a lateral): tibial posterior, flexor propio del 1er dedo, flexor común de los dedos, tríceps sural y peroneos laterales largo y corto.

· Inversión y eversión del pie:

Sólo se dan en una cadena cinética abierta (pie en el aire):

− inversión: flexión plantar + aducción +supinación o rotación externa. (La tibia rota hacia externo y aumenta el arco de la bóveda del pie).

− eversión: flexión dorsal + abducción + pronación o rotación interna. (La tibia rota hacia interno y disminuye el arco de la bóveda del pie).

Los músculos situados por dentro del eje medio son aductores y supinadores. Aquellos que se sitúan por fuera del eje medio son abductores y pronadores.

anterior

41

interno externo

1 2

3 4

posterior

cuadrante anteointerior: músculos flexores dorsales, pronadores y supinadores (tibial anterior y extensor propio del 1er dedo).

cuadrante anteroexterno: músculos flexores dorsales, abductores y pronadores (extensor común de los dedos y peroneo anterior): EVERSORES.

cuadrante posterointerno: músculos flexores plantares, aductores y supinadores (tibial posterior, flexores del 1er dedo y común de los dedos y sóleo del tríceps): INVERSORES.

cuadrante posteroexterno: músculos flexores plantares, abductores y pronadores (peroneos laterales largo y corto y gemelos del tríceps).

· Fascia plantar: el tríceps sural tira de ella mejorando la función estática de la fascia en la bóveda del pie. Con un tacón de 3 cm de altura equilibramos la carga de la zona anterior del pie, si aumentamos el tacón aumentará la carga en esa zona.

Temas 28 y 29: Biomecánica del pie (I y II): articulaciones de amortiguación y movimiento. Estática y dinámica del pie en su conjunto.

· Articulaciones:

articulaciones de movimiento: metatarsofalángicas e interfalángicas (articulaciones más distales del pie). Importantes en el despegue del pie.

articulaciones de acomodación o amortiguación.•

· Articulación subastragalina:

Mecánicamente es un trocus. Unión de astrágalo y calcáneo en 2 puntos: anterointerno y posteroexterno. Su eje de movimiento es oblicuo, se le conoce como eje de Henke y sólo permite rotaciones.

− sistema ligamentoso:

ligamento interóseo: divide las cámaras de la articulación. El fascículo anterior está próximo a la cámara anterointerna. Por el contrario, el fascículo posterior está próximo a la cámara posteroextena. Entre los fascículos está el seno del tarso formado por grasa y mecanorreceptores.

ligamento deltoideo: su fascículo anterior se inserta en el escafoides mientras que el fascículo medio lo hace en el sustentáculo tali.

ligamento talocalcáneo: 2 fascículos: anterior y lateral.•

· Articulación mediotarsiana o de Chopard:

Formada por 2 cámaras:

cámara interna: por unión de astrágalo y escafoides. Condiloartrosis anatómica pero enartrosis mecánica debido a que el ligamento calcaneoescafoideo plantar o glenoideo alarga la superficie del escafoides. Tiene movilidad porque se encarga de la amortiguación.

cámara externa: por unión de calcáneo y cuboides. Silla de montar porque se encarga de la trasmisión de•

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cargas y no necesita movilidad.

[El ligamento en Y de Chopard es mecánicamente importante pues guía los movimientos normales].

· Articulaciones intertarsianas:

Artrodias unidas por diferentes ligamentos que permiten que actúen todas como un bloque.

· Articulación tarsometatarsiana:

Artrodia excepto para el 2º metatarsiano que no se mueve. La movilidad máxima está en el 1er y 5º metatarsianos. El 2º y 3er metatarsianos tienen forma de cuña. Su función consiste en mantener el arco transverso de la bóveda del pie.

· Articulaciones metatarsofalángicas:

Trócleas. Idénticas a las de la mano exceptuando el 1er dedo que tiene fibrocartílago y huesos sesamoideos propios. Éste sólo hace movimientos de flexión y extensión y no de abducción y aducción. Los músculos que se insertan en los huesos sesamoideos no mueven el dedo sino que lo estabilizan al apoyo contra el suelo.

Temas 31 y 32: Biomecánica de la marcha (I y II): patrón, cinética y cinemática de la marcha normal.

· Características:

progresión hacia delante: se produce por 3 mecanismos,•

− empuje debido a la flexión plantar del tobillo.

− oscilación del miembro superior contralateral.

− empuje del tronco hacia delante por la extensión de cadera.

correcto apoyo y absorción del impacto pie−suelo: debido a,•

− flexión de rodilla.

− acción de la musculatura pretibial.

estabilidad durante el apoyo: se precisan movimientos continuos para alinear los segmentos corporales. Especialmente se realizan en la cintura escapular con movimientos contralaterales a la pelvis.

correcto balanceo de miembros superiores y miembro inferior que queda en el aire.• correcta conservación de la energía: la marcha normal es la más eficiente energéticamente. La marcha rápida aumenta en un 60% el consumo energético y los bastones y muletas lo aumentan entre el 100−300%. La energía se conserva con,

− control del desplazamiento del centro de gravedad con movimientos pélvicos en los 3 planos (anteversión, oblicuidad y rotación) y movimientos de rodilla y tobillo coordinados.

− disminución de la acción muscular controlando los momentos de fuerza y utilizando ligamentos y otras estructuras pasivas. La mayoría de las contracciones se realizarán en excéntrico.

− trasferencia de energía entre los segmentos corporales a través de los músculos biarticulares.

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− almacenamiento de energía potencial en los músculos biarticulares con elongación previa a la contracción y contracción excéntrica a la concéntrica.

· Mecanismo de producción de la marcha:

La 3ª ley de Newton (acción−reacción) es la responsable de la marcha. La fuerza de reacción creará momentos externos articulares que serán utilizados o anulados durante la marcha. El momento que pase por delante del eje articular producirá flexión, si pasa por detrás hará una extensión.

· Ciclo de la marcha: desde que un pie contacta con el suelo hasta que vuelve a hacerlo. Dura 1 segundo y el 25% es bipodal. Consta de 2 fases:

− fase de apoyo (60%): se inicia cuando el borde posteroexterno del talón toca el suelo y finaliza cuando el 1er dedo deja de contactar con el suelo. 4 periodos:

Respuesta o adaptación a la carga: es bipodal. Se inicia cuando el borde posteroexterno del talón toca el suelo hasta que se apoya todo el pie.

− objetivos: amortiguar el choque pie−suelo, controlar el descenso del centro de gravedad y preparar el miembro inferior para soportar el peso del cuerpo.

El momento de fuerza intenta flexión plantar de tobillo, flexión de rodilla y extensión de cadera. Existe una acción muscular que modera al momento:

− tobillo: tibial anterior (en excéntrico).

− rodilla: vientres monoarticulares del cuadriceps (en excéntrico) e isquiotibiales.

− cadera: glúteo mayor (en concéntrico porque queremos avanzar).

apoyo medio: es monopodal. Termina cuando se inicia el despegue del talón.•

− objetivos: estabilidad, progresión y facilitar el despegue del miembro inferior contralateral.

Se subdivide en 2 periodos: en el inicial el momento de fuerza intenta flexión dorsal de tobillo, flexión de rodilla y extensión de cadera. En el final se tiende a flexión dorsal de tobillo (mayor que en el inicial), extensión de rodilla y neutro en la cadera. Existe una acción muscular que modera al momento:

− tobillo: soleo (en excéntrico), es mayor en el periodo final. Al final del todo inicia una contracción concéntrica con previa elongación.

− rodilla: vientres monoarticulares del cuadriceps (en excéntrico). Sólo actúan en el periodo inicial, en el final no hay acción muscular.

− cadera: glúteo mayor. Sólo actúan en el periodo inicial, al final sin acción muscular.

apoyo final. Es monopodal. Termina cuando sólo los metatarsianos están apoyados.•

− objetivos: estabilidad, progresión y retrasar la caída del centro de gravedad.

El momento de fuerza intenta flexión dorsal de tobillo, rodilla neutra y extensión de cadera. Existe una acción muscular que modera al momento:

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− tobillo: tríceps sural (en concéntrico).

− rodilla: estabilidad por estructuras pasivas (ligamentos y cápsula articular posterior).

− cadera: ligamento iliofemoral principalmente.

prebalanceo: es bipodal. Termina cuando despega el 1er dedo del suelo.•

− objetivos: trasferencia del peso al miembro inferior contralateral, crear potencia para despegar el pie y controlar el descenso del centro de gravedad.

El momento de fuerza intenta flexión dorsal, flexión de rodilla y mínima extensión de cadera. Existe una acción muscular que modera al momento:

− tobillo: tríceps sural.

− rodilla: vientre monoarticular del bíceps femoral, ambos vientres del recto femoral (en excéntrico para que la flexión no sea excesiva). [El recto femoral sólo se contrae en esta fase de la marcha].

− cadera: recto femoral 8en concéntrico) y aductor medio. [Ambos son flexores de cadera].

− fase de balanceo (40%): se inicia cuando se pierde el contacto pie−suelo hasta que vuelve a tocarlo. En toda esta fase tobillo y rodilla se contraen en excéntrico y la cadera lo hace siempre en concéntrico. 3 periodos:

inicio:•

− objetivos: acelerar el miembro inferior homolateral y evitar que el pie roce con el suelo (flexión de toda la extremidad).

Existe una acción muscular que modera al momento:

− tobillo: tibial anterior y extensor común de los dedos (evitan que los dedos rocen con el suelo).

− rodilla: bíceps femoral (para mantener la flexión de rodilla).

− cadera: psoas iliaco, aductor medio, sartorio y recto interno. [Son todos los flexores de cadera a excepción del recto femoral].

desarrollo:•

− objetivos: mantener la aceleración del periodo inicial y evitar el roce pie−suelo.

Existe una acción muscular que modera al momento:

− tobillo: tibial anterior.

− rodilla y cadera: sin acción muscular. Aprovechan la inercia inicial.

final:•

− objetivos: decelerar la inercia del miembro inferior homolateral, evitar el roce pie−suelo y preparar el miembro inferior para el inicio de la fase de apoyo.

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Existe una acción muscular que modera al momento (se requiere precisión de movimientos):

− tobillo: tibial anterior (en excéntrico para lograr flexión dorsal de tobillo).

− rodilla: isquiotibiales y vientres monoarticulares del cuadriceps (cocontracción antagonistas en excéntrico).

−cadera: glúteo mayor e isquiotibiales (disminuyen la inercia al ser extensores de cadera).

Temas 33 y 34: Biomecánica de la marcha del niño y del anciano.

· Marcha infantil: la marcha normal o adulta se consigue a los 5 años de edad.

− características: dependen del grado de maduración del SNC y del aprendizaje,

inestabilidad fisiológica debido al déficit en el control del equilibrio, insuficiencia de los flexores dorsales del pie (los primeros músculos en desarrollarse son los flexores o antigravitatorios) y falta de regulación de la función muscular.

aumento de la longitud del paso (de 22 a 56 cm) y la velocidad (de 64 a 120 cm/seg) con la edad.• disminución de la cadencia (de 176 a 128 pasos/min) y la base de sustentación con la edad.•

− evolución:

con 1 año de edad:•

− miembros superiores sin movimiento recíproco.

− pelvis hacia delante (aumento de la rotación de la pelvis con la marcha).

− cadera: abducción, flexión y rotación externa.

− rodilla: flexión (para acercar el centro de gravedad a la base de sustentación).

− tobillo: flexión plantar (tienden a andar de puntillas).

con año y medio de edad:•

− los miembros superiores inician el movimiento recíproco.

− cadera: flexión y rotación interna (debido a la anteversión del cuello femoral).

− rodilla: flexión.

− tobillo: inicio de la flexión dorsal.

con 2 años de edad:•

− miembros superiores con movimiento correcto.

− pelvis: próxima a la normalidad.

− cadera: aducción en apoyo y extensión al final del apoyo.

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− rodilla: inicio de la flexoextensión.

− tobillo: próximo al patrón normal.

entre los 2 años y medio y los 5 años de edad: se perfila el movimiento,•

− cadera: normal excepto por la rotación externa.

− rodilla: próxima a la normalidad.

− tobillo: patrón normal.

· Marcha de los ancianos:

− características: la marcha es un indicador del declive de las funciones,

generales: disminuye la longitud del paso y la velocidad de forma progresiva y aumenta el doble apoyo para que disminuya el apoyo monopodal.

específicas: disminuye el contrabalanceo de los miembros superiores, la cadencia, las rotación de pelvis cadera y rodilla, la base de sustentación, la elevación de los pies en el despegue (roce pie−suelo) y la velocidad de la marcha. La velocidad de la marcha disminuye porque también disminuye la fuerza muscular (especialmente de los extensores de cadera y los flexores plantares del pie) y la amplitud articular de los miembros inferiores están limitadas. También puede influir la superficie de suelo por donde caminan (más rugosidad implica más velocidad) y el tipo de calzado, que puede bloquear el movimiento aunque aumente la estabilidad.

Tema 37: Biomecánica de la carrera.

· Ciclo de la carrera: dura 0,5 segundos. No existe doble apoyo sino periodo de vuelo. Consta de 2 fases:

− fase de apoyo:

inicio del apoyo: la fuerza generada durante el contacto inicial (zona posterolateral del talón) es baja. La mayor parte de la carga se produce en los 20−30 mseg después del contacto inicial. El contacto inicial precisa de estabilización y dorsiflexión del tobillo. El choque pie−suelo puede hacerse:

a) zona posterolateral del talón.

b) todo el retropie.

c) casi toda la planta del pie (lo más frecuente).

d) con el antepie

[Toe−runners: forma ineficaz de apoyo durante la carrera pero muy útil durante el sprint, donde se precisa gran propulsión en un corto periodo de tiempo].

medio apoyo: la absorción del choque pie−suelo requiere de,•

a) flexión articular de cadera y rodilla.

b) tobillo en flexión dorsal (efecto mecedora).

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c) colaboran como amortiguadores la fascia plantar y el tejido adiposo del talón.

Final del medio apoyo e inicio del despegue:

a) el centro de gravedad se sitúa por delante.

b) precisan que el pie se constituya en palanca rígida.

Bloqueo del pie: se produce una rápida flexión de la pierna que está en el aire que origina una rotación externa progresiva de toda la extremidad apoyada que se trasmite al calcáneo (supinación subastragalina).

medio apoyo y despegue:•

c) se estabiliza el arco interno por la puesta en tensión de la fascia plantar originada por loa contracción del tríceps sural.

d) importante acción del tibial anterior.

e) importante estrés tibial (rotaciones interna−externa realizadas a gran velocidad).

− fase de vuelo:

inicio del vuelo (aceleración): cuando la pierna apoyada consigue la extensión completa y el pie se levanta del suelo, la rodilla está mucho más flexionada que en la marcha y el pie se sitúa en una posición mucho más alta que en la marcha. Esta flexión sirve para acortar la longitud del miembro oscilante (evita el roce pie−suelo) y reducir la fuerza que se precisa para enviar la pierna hacia delante (mayor velocidad y aceleración). En definitiva, en esta fase se produce aceleración de la pierna y flexión de cadera.

ampliación de la zancada.• final del vuelo: la pierna alcanza la extensión completa e inicia el retroceso antes de establecerse en contacto con el suelo. En definitiva, en esta fase se produce deceleración de la pierna, extensión de cadera y rotación femoral interna.

· Acción de los miembros superiores:

mejoran la estabilidad.• ayudan a ganar velocidad.• colaboran en la absorción de las rotaciones que tienen lugar durante la carrera.•

· Acción muscular:

estabilizar tronco y pelvis.• acelerar la pierna durante el apoyo.• decelerar la pierna al final del vuelo.• controlar las rotaciones de la pierna.•

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