Apuntes Biomecanica - Lecture notes 1-15 PDF

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Apuntes de fisioterapia del movimiento. Año 2017-2018, temas 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15. ...

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BIOMECÁNICA DEL APARATO LOCOMOTOR: TEMA 1: CONCEPTO DE BIOMECÁNICA. GENERALIDADES. ¿Qué es la biomecánica? Ciencia que estudia el movimiento considerando principios de anatomía, mecánica, aparato locomotor, fisiología articular… La podríamos dividir en 3 ciencias: - Cinemática: estudia los movimientos sin ocuparse de las causas que lo han producido. - Dinámica: estudia el movimiento y sus causas. - Estática: se ocupa de las fuerzas y su equilibrio. CONCEPTOS FUNDAMENTALES:  Principio de economía de esfuerzos o materiales: las trabéculas del hueso esponjoso están dispuestas de forma en que la fuerza es transmitida hacia la diáfisis del hueso, es decir, está diseñado para soportar peso con las menores estructuras posibles.  Principio de conservación intersegmentario: cuando hay una alteración, esa función que realizara una estructura está compensada por lo que hay craneal y caudal.  Principio de los movimientos integrados: las funciones de los segmentos corporales no se deben estudiar aisladamente pero sí el estudio concreto de los movimientos.  Principio de equilibrio: tiene que haber un equilibrio entre mis estructuras (dorsales, ventrales).  Estado de tensión previa: el cuerpo tiene que estar pretensado. Gran parte del aparato locomotor está sometido a una tensión y gracias a esto estas partes no se deforman. CONCEPTOS DE FÍSICA BÁSICA: Fuerza: cualquier causa capaz de modificar la velocidad de un cuerpo o de causar su deformación. Hay 2 tipos: activas: músculos - Internas: dentro de mi pasivas: TConjuntivo, cápsulas… - Externas: agentes externos (gravedad). Se representa mediante vectores. La longitud depende la intensidad y le añadimos un valor, lo medimos en Newtons. No es lo mismo dirección (el hecho de ser o no transitable) que sentido (hay dos). Conceptos de eficacia de una fuerza: - Orientación de una fuerza: una fuerza es eficaz si la aplico en la dirección y sentido que quiero realizar. - Brazo de palanca: “distancia entre el punto de apoyo/fulcro/pivote y la línea de acción” Uno corto da más precisión, pero requiere muchas más fuerza. Lo normal es que la distancia sea larga. - Momento de fuerza o torque/pico par: MF = F x d (brazo de palanca) Transformación de una fuerza lineal en angular. Aplicación de una fuerza lineal sobre un elemento que en uno de sus extremos está sujeto a un punto fijo. MFinterna = MFexterna Cuando las fuerzas no funcionan bien provocan estrés y deformación. Tenemos cargas de tensión, compresión, cizallamiento y torsión. Las fuerzas que lesionan son de tensión, no extensión. El cizallamiento es frecuente en vértebras. 1

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TEMA 2: ESTUDIO DE LAS ARTICULACIONES. PLANOS Y EJES DE MOVIMIENTO: Los movimientos se producen en torno a un eje y paralelos a un plano. - Plano sagital: divide el cuerpo en dos mitades (izquierda y derecha). El eje que lo atraviesa es laterolateral o mediolateral Movimiento de flexoextensión. - Plano coronal: divide el cuerpo en dos partes (en dorsal y ventral). Eje anteroposterior o ventrodorsal (abd/add). - Plano transverso: divide el cuerpo en mitad craneal y caudal. Eje craneocaudal, longitudinal, vertical (rotación int/ext). TIPOS DE ARTICULACIÓN: - Tróclea/polea: se mueve a través de un eje de movimiento. - Trochus: un eje de movimiento (mentira). - Enartrosis: 3 ejes de movimiento. - Encaje recíproco/silla de montar: 2 ejes de movimiento. Trapeciometacarpiana. - Condílea (elipsoidea): 2 ejes de movimiento. La condilea pura en el cuerpo no existe. Convexo contra plano. Radiocarpiana. - Artrodia: biomecánicamente no tiene ningún eje de movimiento, solo se desliza sobre un plano, pero no sigue ejes. Normalmente acompañados de apertura. ARTROCINEMÁTICA: Movimientos artrocinemáticos teóricos: rodamiento, deslizamiento y rotación.  Rodamiento: contacto de 2 estructuras donde una estructura tiene múltiples putos de contacto sobre la estructura B. Ambas, en su movimiento, tienen múltiples puntos de contacto. (Ej: botella rodando sobre la mesa).  Deslizamiento: el contacto de la estructura A solo tiene un punto de contacto sobre múltiples puntos de contacto en la estructura B. Deslizo un balón por el suelo.  Rotación: un punto de contacto de la A con otro punto de contacto de la B.  Cadena cinética cerrada: toda la cadena está en circuito cerrado. Con el pie apoyado.  Cadena cinética abierta: con el pie levantado muevo el tobillo con respecto a la pierna. LEY CONVEXO-CÓNCAVA: (Húmero-escápula) El elemento móvil es el convexo (húmero), el estático el cóncavo (escápula). Abd del miembro superior: rodamiento en el mismo sentido del movimiento y deslizamiento en sentido contrario.

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LEY CÓNCAVO-CONVEXA: (la tibia al subir escaleras: parto de flexión y hago extensión) Rodamiento y deslizamiento en el mismo sentido del movimiento que estoy haciendo.

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TEMA 3: ESTUDIO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO El sistema musculoesquelético está formado por: músculos, tendones y huesos. Intervienen las fascias. TEJIDO MUSCULOESQUELÉTICO – DEFINICIÓN El músculo, tendón y hueso forman un sistema lineal; el músculo solo, paralelo. A nivel macroscópico, nosotros vemos dos tendones colocados en serie, y en medio, músculo. El vientre muscular tiene capacidad contráctil porque tiene miofibroblastos; los tendones no son contráctiles. CONTRACCIÓN MUSCULAR Desarrollo de tensión de un músculo como resultado de un estímulo. Tipos: 1. Isométrica: estática (sin movimiento de los extremos óseos). Cuando un paciente esté escayolado le mandaremos hacer este tipo para evitar la atrofia. 2. Isotónica: dinámica:  Concéntrica: la fuerza vence a la resistencia provocando acortamiento del ángulo que forma la palanca ósea.  Excéntrica: la resistencia vence a la fuerza (ej: coger una mancuerna). Se produce alargamiento. Se suelen dar de forma simultánea, para tener movimientos controlados. 3. Se habla de un 3er tipo de contracción: isocinética  contracción velocidad constante; no podemos hacerla de forma voluntaria. Fisiológicamente no existe. FUNCIONES MUSCULARES - Agonista: músculos primarios, los que realizan una acción en concreto. Ej: para flexión, el bíceps es agonista, el tríceps sería antagonista. - Antagonista: los que se oponen a un movimiento concreto. - Sinergista: ayudan a una función concreta pero por sí solos no son capaces de realizar esa acción. - Estabilizador: fijan estructuras para permitir movimiento en otras zonas del cuerpo. - Neutralizaor: corrigen mi función. Ej: yo quiero mover una ficha y mi cerebro elimina movimientos innecesarios para realizar esa acción. PALANCAS MUSCULOESQUELÉTICAS Hay 3 tipos: 1. De primer orden: (balancín de un parque) el punto de apoyo (fulcro) está entre la fuerza y la resistencia. F-A-R/R-A-F. Cabeza 2. De segundo orden: la resistencia está entre el fulcro y la fuerza. F-R-A. Es la mejor palanca. Talón (ponerme de puntillas) 3. De tercer orden: es la peor palanca. La fuerza está entre la resistencia y el fulcro. R-F-A. la peor en cuanto a resistencia a la fuerza aunque la mejor para la resistencia. Ej. Codo. Es el más frecuente en el cuerpo humano. Somos precisos pero no potentes.

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TEMA 4 – ESTUDIO BIOMECÁNICO Y CINEMÁTICO DEL COMPLEJO ARTICULAR DEL HOMBRO I. Art. Esternoclavicular y Art. Acromioclavicular OSTEOLOGÍA En este complejo están implicados el esternón, la clavícula, la escápula y el húmero. La clavícula es una parte muy importante. Sobre el plano frontal: - La clavícula forma un ángulo de 20º. - La escápula, de 30-35º. - La cabeza del húmero se encuentra en retroversión de 30º. - La cavidad glenoidea tiene una ligera inclinación ascendente con respecto al borde medial de la escápula: 3-5º. - En cuanto a la cabeza humeral: o el diámetro vertical es 45-55 mm, 3-4 mm mayor que su diámetro anteroposterior. o Se orienta craneal, medial y dorsal. o El eje de la cabeza con el eje de la diáfisis forma un ángulo de 135º; o esta disposición también interviene en la inclinación del cuello anatómico, que forma un ángulo de 45º con la horizontal. o El rodete glenoideo aumenta la superficie articular. o Debido a esa forma no totalmente esférica de la cabeza humeral, el radio va a decrecer. ARTROLOGÍA ٠ Escapulotorácica: sinsarcosis. ٠ Glenohumeral: enartrosis. ٠ Acromioclavicular: artrodia. ٠ Esternoclavicular: silla de montar. 1. ARTICULACIÓN Escapulotorácica: Los músculos que intervienen en esta articulación son el músculo subescapular y el serrato anterior. Cinemática: - La escápula Movimientos verticales:  elevación cuando la escápula se desliza superiormente por el tórax  descenso cuando se desliza inferiormente por el mismo. No existe solo sino que tiene que realizarse después de la contracción de elevación. Movimientos laterales:  Abducción (protracción): el borde medial de la escápula se desplaza hacia anterior y lateral.  Aducción (retracción): el borde medial de la escápula se dirige hacia posterior y medial. Movimientos de rotación:  Rotación ascendente (báscula o campaneo externo): el ángulo inferior de la escápula se dirige superior y lateral con lo que la cavidad glenoidea queda orientada hacia craneal. 6

Rotación descendente (báscula o campaneo interno): el ángulo inferior se dirige medial y caudal. Todos los movimientos de la escápula están dirigidos por la clavícula. 

2. ARTICULACIÓN Esternoclavicular (esternocostoclavicular): Relaciona un hueso axial (esternón) con uno apendicular (clavícula). *Axial: eje central del cuerpo. Apendicular: eje lateral del cuerpo. En cada una de las carillas de los dos huesos delimitamos dos diámetros: uno longitudinal y otro transverso:  En la clavícula: el diámetro lateral es ligeramente convexo, el diámetro transversal es ligeramente cóncavo.  En el esternón: el diámetro lateral es ligeramente cóncavo, el diámetro transversal es ligeramente convexo. Elementos estabilizadores: Es una articulación muy estable. - Ligamentos: · esternoclavicular · interclavicular · costoclavicular. Tiene dos porciones, anterior (con dirección superior y lateral) y posterior (con dirección superior y medial). El más importante en la articulación. - Disco articular: · El que realmente le da la forma de encaje recíproco o silla de montar. · Actúa como estabilizador, ligamento intraarticular y amortiguador. - Músculos: esternocleidomastoideo, esternotiroideo y esternohiodeo. Cinemática: Elevación y descenso, protracción y retracción, rotación axial (longitudinal). - Elevación: a través de un eje horizontal (anteroposterior) 10 cm/45º. o En la elevación, hay rodamiento superior y deslizamiento inferior. o *Los límites del ascenso vienen dados por el ligamento costoclavicular. - Descenso 3cm/10º. o En el descenso, hay rodamiento inferior y deslizamiento superior o *Los límites del descenso vienen dados por el esternoclavicular superior se tensar y el interclavicular y choque óseo entre la clavícula y esternón. Protracción (anteposición de la clavícula) y retracción (retroposición): o en el eje vertical aunque oblicuo caudal y lateral que pasa por la escotadura convexa del esternón. o Plano transversal o parte media del ligamento costoclavicular, o mecánicamente por esternón. En la protracción, rodamiento y deslizamiento hacia posterior. 10cm En la retracción, rodamiento y deslizamiento hacia anterior. 3cm *Los límites de la protracción son ligamento costoclavicular posterior y Esternoclavicular posterior. *Los límites de la retracción son el costoclavicular anterior y esternoclavicular anterior. 

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Entre la clavícula y el menisco hay una cámara superior que nos permite la elevación y descenso; y entre el esternón y el menisco hay una cámara inferior que nos permite la protracción y retracción.  Rotación axial: (longitudinal) siempre va asociada a los movimientos anteriores nunca aislado.  Se produce sobre el propio eje longitudinal de la clavícula.  Es una rotación conjunta durante la rotación en torno a 2 ejes.  Este movimiento se produce gracias al menisco. 3. ARTICULACIÓN Acromioclavicular: Artrodia: dos superficies planas.  Superficie del acromion: medial y craneal  A veces, puede existir disco o fibrocartílago.  Es una articulación propensa a la luxación debido a los golpes y la debilidad de los ligamentos y porque las fuerzas que recibe son de cizallamiento (opuestas).  Debido a esta debilidad, tiene ciertos músculos que la estabilizan: trapecio y deltoides. Ligamentos:  Acromioclaviculares.  Coracoclavicular (trapezoide y conoide): el principal estabilizador.  Coracoacromial: constituye el techo de la glenohumeral y además constituye la corredera para el músculo supraespinoso. Los ligamentos complementan los movimientos de la escápula, haciendo pequeños ajustes. Sobre todo, en la flexoextensión es donde están más solicitados. Movimientos:  Complementa los movimientos de la escápula:  Sufre fuerzas de tracción por los movimientos de flexoextensión del hombro. Movimientos de la escapulotorácica y relaciones:  Una elevación de la escapulotorácica implica elevación de la esternoclavicular y un ajuste de la acromioclavicular (ascendente). El descenso sería al contrario.  La protracción (abd/anteposición) implica protracción a su vez de la esternoclavicular y ajuste rotacional de la acromioclavicular en el plano horizontal. En la retracción sería lo contrario.  En la rotación ascendente (campaneo externo) habría elevación de la esternoclavicular y ajuste rotacional ascendente de la acromioclavicular.  En la rotación descendente (campaneo interno) 4. ARTICULACIÓN Glenohumeral:  La cabeza del húmero está orientada hacia craneal, medial y dorsal ٠ se encuentra en retroversión de 30º. ٠ Esta orientación me permite orientarla en el mismo plano escapular.  La glena es 3-4 mm menor que la cabeza humeral, tiene forma ovoidea comparada con la esfera del húmero.  El rodete de fibrocartílago nos permite la congruencia articular. Elementos estabilizadores: no es una articulación muy estable, por lo que necesita muchos elementos: 8

Manguito de los rotadores. Cabeza larga del bíceps braquial. Ligamentos: ٠ glenohumeral superior, medio e inferior ٠ coracohumerales: 2 fascículos  Estos ligamentos se disponen en zigzag para evitar la luxación de la cabeza humeral.  Rodete glenoideo Limitaciones de Movimientos: Cuando hacemos abd, se tensan sobre todo los fascículos medio e inferior del glenohumeral. ADD: lo limita el glenohumeral superior En rotación externa, se tensan los 3 fascículos y en rotación interna, se distienden. Flexión  tensa el fascículo posterior del coracohumeral y se distiende el anterior; Extensión lo contrario.   

Estabilidad estática: (no me he enterado, no ha explicado nada de esto) El ascenso de 5º de la cavidad glenoidea junto con la fuerza de la gravedad y la fuerza de la región superior de la cápsula, dan como resultado una fuerza que provoca compresión de la cavidad glenoidea para evitar luxación inferior. Y por tanto, si no hay inclinación, no habrá compresión, por lo que la fuerza resultante es muy horizontal y no existe estabilidad con lo que la cabeza humeral tiende a deslizarse hacia inferior. Arco acromial y bolsas asociadas: Es un canal osteofibroso: las estructuras óseas son el acromion y la apófisis coracoides unidos por el ligamento coracoacromial formando una bóveda de 1cm. Por dicho canal discurre el supraespinoso, y para evitar el roce de éste con los huesos hay una bolsa subacromial. Esto crea una “falsa articulación”, la articulación subdeltoidea, que acompaña al movimiento y se repliega para evitar el roce. Contiene la bolsa sinovial subdeltoidea por fuera de la cápsula que se pliega en ABD. Página 38 del Kapanji Cinemática: ABDUCCIÓN: el supraespinoso tracciona con el troquiter.  Hay rodamiento superior y deslizamiento inferior (para evitar el choque óseo). Se combina un movimiento angular de separación con un movimiento lineal de descenso.  El centro del eje de movimiento depende del grado de separación (a más de 50º el centro asciende). No hay un centro fijo.  Los músculos responsables de ese rodamiento superior son el supraespinoso y el deltoides. El subescapular, infrapinoso y redondo los responsables del deslizamiento inferior. El bíceps es sinergista. Fases de la ABD:  0-60/90º: sólo se mueve la glenohumeral hasta los 60º, los siguientes 30º también implican a la Escapulotorácica. ٠ Los músculos motores son el supraespinoso y el deltoides; ٠ el supraespinoso tiene máxima actividad a los 90º. 9

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٠ Termina cuando se produce el choque troquiter-arco coracoacromial. 60-120/150º: se ven implicadas la articulación escapulotorácica (hace báscula externa), la esternoclavicular y la acromioclavicular. ٠ Músculos que movilizan la escápula: fibras inferiores del trapecio y serrato anterior. ٠ El límite viene dado por tensiones musculares: dorsal ancho y pectoral mayor. 120/150-180º: No interviene ninguna articulación escapulo-torácica sino se produce una inclinación contralateral del raquis. Actúan los músculos espinales del lado contrario. ٠ De forma bilateral, se produce una hiperlordosis lumbar. ٠ La clavícula realiza una rotación posterior. ٠ Plano frontal vs plano escapular. Redirigir la abducción para que el troquiter no llegue a chocar. ٠ En flexión + abd, el troquiter se desplaza más hacia adelante por lo que el choque se produce más tarde. Se puede realizar casi toda la abd sin rotación externa del húmero.

FLEXIÓN:  Se produce en el plano sagital, a través de un eje laterolateral.  Hay rodamiento hacia caudal, y deslizamiento hacia craneal. (Ley convecocóncava). Fases de la flexión:  0-50/60º: actúa la articulación glenohumeral. ٠ Los principales músculos son:  el deltoides (haz clavicular),  ayudan el coracobraquial  pectoral mayor (el haz clavicular). ٠ Los límites son:  el ligamento glenohumeral posterior,  el redondo mayor y menor  el infraespinoso.  60º-120º: actúa la articulación escapulotorácica (con báscula externa) + la acromioclavicular y la esternoclavicular. ٠ Los músculos son el trapecio y serrato anterior. ٠ Los límites son el dorsal ancho y el pectoral mayor.  120º-180º: se necesita contribución del raquis: ٠ Unilateral  inclinación contraleteral. ٠ Bilateral  hiperlordosis lumbar. ٠ Contribuyen el deltoides, supraespinoso, trapecio y serrato anterior. ٠ El límite es el choque óseo de las apófisis espinosas. ROTACIÓN EXTERNA:  Hay rodamiento posterior + deslizamiento interior (a través de diámetros transversos; ley convexo-cóncava).  El principal músculo es el infraespinoso (que gira el húmero hacia fuera).  Los límites son la cápsula, los glenohumerales y el subescapular. Desde la posición anatómica, la amplitud es:  75/85º en RI.  60/70º en RE. 10

Independientemente de la posición que tenga, se asocia un movimiento de la escapulotorácica:  en RI máxima, protracción escapular;  en RE máxima, retracción escapular. Musculatura: elevadores de la escapulotorácica.

La utilidad de la cintura escapular se basa en el movimiento ya que los miembros superiores no tienen que soportar carga.

TEMAS 6-7: BIOMECÁNICA DEL CODO: OSTEOLOGÍA Huesos implicados: epífisis distal del húmero y distales del cúbito y el radio.

Superficies articulares de cada hueso:

Al haber 3 articulaciones incluidas en una misma cavidad con la misma cápsula y ligamentos nos permite realizar movimientos muy diferentes (flexoextensión y pronosupinación). Son muy importantes en la vida diaria. 11

Generalidades de la flexoextensión:  Inclinación del codo: ángulo obtuso entre el eje del antebrazo-brazo en E. El eje transversal de la tróclea está inclinada de craneal-lateral a caudal-medial llamado valgo fisiológico del codo.  La paleta humeral (en la parte inferior del húmero), es el único hueco en cuyo interior hay dos superficies articulares diferentes. Hay dos cavidades: ٠ en la parte anterior: la fosa supratroclear (aloja la apófisis coronoides del cúbito) ٠ en la parte posterior: la fosa olecraneana (aloja el pico del olecranon) Estas fosas sirven para ampliar el rango articular, impidiendo el choque óseo temprano en los movimientos de flexoextensión. Mirando de perfil, la paleta humeral presenta una inclinación de 45º hacia ventral, lo que conlleva que toda la tróclea quede por delante del eje de la diáfisis hu...