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Apuntes de Fundamentos de la Terapia Ocupacional de la Universidad de Burgos parte de Hilario ...

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Modelo Biomecánico

Modelo Biomecánico Introducción. Cuando las ciencias de la Física y la Biología se interrelacionan surge la Biomecánica. En los congresos internacionales de Biomecánica hay una sección denominada Occupational Biomechanics (Biomecánica Ocupacional) que trata la parte de la Ergonomía relacionada con la Biomecánica. La Biomecánica es la ciencia que estudia el movimiento de seres vivos y las fuerzas que intervienen en dicho movimiento. Como parte de ella, el análisis del movimiento humano obtiene información cuantitativa sobre la mecánica del sistema músculo-esquelético humano durante la ejecución de un determinado movimiento o actividad física. Los orígenes de la Biomecánica se remontan a la época griega, sin embargo, el primer tratado científico sobre Biomecánica aparece en el año 1680 con la publicación de De Motu Animalium por Borelli. En la actualidad, se trata de una ciencia emergente que está experimentando un rápido desarrollo debido a sus múltiples aplicaciones. Existen varios momentos en la Historia de la humanidad que podrían considerarse como los orígenes de la Biomecánica actual, seleccionamos algunos de ellos por su trascendencia: Aristóteles (348-322 a de C) antes de nuestra era, ya había tratado de explicar el movimiento humano como un fluir de fuerzas intrínsecas, que se explicaban desde lo divino, también trato de explicar en algunos escritos como se producían los movimientos de los animales y como estaban compuestas algunas partes del cuerpo humano de elementos y sustancias particulares, según las cuales se determinaban sus formas de movimiento.

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Leonardo Da Vinci (1452-1519), realizó estudios muy significativos que incluyó profundos análisis matemáticos de la distribución del cuerpo del ser humano, también realizó grandes avances en el campo de la aerodinámica en su libro: Sobre el Vuelo del Pájaro, trató temas tanto de anatomía como de mecánica, explicando el movimiento de humanos yanimales, podría decirse que fue el primer biomecánico práctico de la humanidad, ya que sus hallazgos en este campo le permitieron dar un toque majestuoso a toda su obra artística. Giovanni Alfonso Borelli (1608-1679), es considerado el padre de la biomecánica, en su obra Sobre el Movimiento de los Animales, hace profundos análisis de centros de gravedad, palancas y leyes mecánicas del sistema esquelético muscular. Sus avances fueron utilizados mucho tiempo después para argumentar y construir las bases del conocimiento del movimiento humano. Desde estos primeros intentos, hasta nuestro tiempo muchas publicaciones, congresos, cursos y seminarios de Biomecánica se han dado; las primeras publicaciones, fueron en 1968 que apareció en New York el Journal of Biornecharucs, y en 1970 en Londres Modern trends in Biomechanics. El primer gran seminario internacional de Biomecánica se dio en Zurcí en 1969, auspiciado por la ONU. Las aplicaciones de la Biomecánica pueden clasificarse en tres grandes grupos:  Aplicaciones médicas: la biomecánica médica, evalúa las patologías que aquejan al cuerpo humano para generar soluciones capaces de evaluarlas, repararlas o paliarlas.  Aplicaciones deportivas: analiza la práctica deportiva para mejorar su rendimiento, desarrollar técnicas de entrenamiento y diseñar complementos, materiales y equipamiento de altas prestaciones.

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 Aplicaciones ergonómicas: ejemplos de estas aplicaciones son el diseño ergonómico del puesto de trabajo, de herramientas manuales, de prótesis de cadera o rodilla, la mejora de una técnica deportiva para alcanzar un rendimiento óptimo, la concepción de un dispositivo de rehabilitación o de asistencia a un discapacitado o el diseño de calzado deportivo con propiedades de absorción de impactos. En un principio, fue poca la influencia de la Biomecánica en el terreno ocupacional. Otras disciplinas como la Fisiología y la Psicología tuvieron mucho mayor peso en los estudios ergonómicos y esto fue debido primordialmente a la falta de metodología en Biomecánica. El desarrollo de la Biomecánica experimental y la aparición de nuevo instrumental de investigación favorecieron el estudio biomecánico del hombre en el trabajo. Desde entonces, la Biomecánica ocupacional tiene mucho que decir en el estudio de la fatiga, el bajo rendimiento y la lesión del trabajador. Si los movimientos requeridos por el medio externo (herramientas, máquinas, útiles) no son compatibles con los movimientos posibles en el medio interno biológico, surge en principio la fatiga, después el bajo rendimiento y por último la lesión. Pioneros de la Biomecánica ocupacional, entre otros, fueron Lundervold (1951), quien hizo un estudio electromiográfico sobre la postura y la forma de trabajar de las mecanógrafas (éste fue, quizás, el primer análisis biomecánico en una situación habitual de trabajo), y Basmajian (1962), quien escribió el primer tratado de electromiografía aplicado al estudio del movimiento humano.

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Base interdisciplinaria Su nombre se origina a partir de la combinación de la fisiología neuromuscular y la anatomía musculoesqueletica con leyes, como las de la gravedad, las palancas, la fricción y la resistencia. Su utilización tiene como objetivo mejorar la movilidad, la fuerza muscular, la estabilidad, la coordinación y la resistencia para a través de ello, mejorar la función. Este modelo provee una compresión de la arquitectura de los huesos, las articulaciones y los músculos inherentes al movimiento así como a los procesos de curaciones de los tejidos y el coste energético de las actividades que contribuyen a la comprensión del modo en que los seres humanos producen y mantiene el movimiento. Según Polonio (2004) el marco de referencia biomecánico se basa en cuatro supuestos:  Las actividades con propósito pueden utilizarse para tratar el arco de movimiento, la fuerza y la resistencia.  Después de recuperar el movimiento, la fuerza y la resistencia, el paciente recupera automáticamente la función.  Debe existir un equilibrio entre el principio de reposo y acción.  El sistema nervioso central del paciente debe estar intacto. Este marco está más orientado a tratar alteraciones del sistema nervioso periférico o de los sistemas músculos-esqueléticos, o cardiopulmonares.

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El movimiento es inseparable del desempeño ocupacional, para realizar cualquier actividad movemos alguna parte de nuestro cuerpo. La suma de movimientos genera una actividad, la suma de actividades una habilidad y la suma de habilidades un desempeño. La base de la cadena es el movimiento y la teoría del modelo biomecánico se ocupa de la capacidad de estabilizar y del movimiento en el desempeño ocupacional. El movimiento lo podemos definir como un cambio espacial visible de articulaciones o partes del cuerpo entre sí o en relación al espacio. Este modelo estudia principalmente la estabilidad y el movimiento necesario para desempeñar ocupaciones. La capacidad de movimientos se explica por medio de tres conceptos:  Amplitud articular: La amplitud del movimiento posible en cada articulación proviene del conocimiento de la estructura y del funcionamiento de la articulación. Cada articulación puede moverse en ciertas direcciones y dentro de ciertos límites de movilidad determinados por su estructura y la integridad de los tejidos circundantes.  Fuerza: La fuerza muscular es la capacidad para producir tensión en el musculo, que depende de la cantidad y el tamaño de fibras musculares. El tamaño y el diámetro de las fibras musculares aumentan cuando se utiliza el músculo para producir tensión.  Resistencia. Es la capacidad para mantener la actividad muscular. Las variables que interviene son el trabajo que se realiza y el aporte de oxígeno y de materiales energéticos provenientes del sistema cardiopulmonar. De este modo la resistencia es más complejo que la fuerza y el movimiento, ya que

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depende del sistema musculoesquelético e implica funciones de otros sistemas.

Capacidad del movimiento y desempeño La amplitud de la movilidad articular depende de la estructura y la función de la articulación y de la integridad del tejido conjuntivo, los músculos y la piel. La comprensión inicial del modo en que los músculos producen el movimiento se baso en el estudio anatómico de su posición con respecto al sistema esquelético. Estas observaciones de la organización anatómicas condujeron a la convicción de que para desempeñar una tarea determinada podrían utilizarse movimientos y músculos específicos. A medida que se realizaron estudios más sofisticados se llego a la conclusión de que personas diferentes utilizan combinaciones distintas del movimiento para llevar a cabo la misma terea y que la misma persona utiliza combinaciones distintas para desempeñar la misma tarea en momentos diferentes. Los músculos atraviesan una o más articulaciones y ejercen su fuerza para controlar o producir los movimientos permitidos por la estructura de las articulaciones, por lo que condicionan el desempeño. Sin embargo existe una correlación ya que el desempeño también condiciona los músculos que generan el movimiento. La capacidad para mantener la actividad muscular (resistencia) depende de la fisiología muscular en relación con el trabajo que se realiza, y del aporte del oxigeno y de los materiales energéticos provenientes del sistema cardiopulmonar. La capacidad de movimiento, fuerza, amplitud y resistencia, afecta y se ve afectada por el desempeño ocupacional.

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Problemas y desafíos Este modelo se dirige a los problemas y los desafíos relacionados con la producción de estabilidad y movimiento para el desempeño de las ocupaciones. Los problemas que estudia este modelo se centran en alteraciones de: amplitud articular, fuerza y resistencia. La amplitud del movimiento: Hay varios problemas físicos que pueden producir limitación del movimiento de las articulaciones. Los traumatismos o las enfermedades que afectan a las articulaciones o a los tejidos que la rodean podrán alterar la magnitud del movimiento en la articulación. Cuando está alterado el movimiento articular, está indicado la evaluación y el tratamiento de este problema. Con el fin de valorar la eficacia del tratamiento se debe de medir la amplitud del movimiento.

La fuerza muscular: la debilidad muscular puede suceder a consecuencia de:  Desuso.  Enfermedad que afecten a la fisiología del músculo.  Enfermedades y traumatismos de las neuronas motoras inferiores, de la medula espinal o de los nervios periféricos, lo que puede producir la falta de inervación muscular.

La resistencia: Cualquiera que sufra una enfermedad o un traumatismo mayor, y en realidad cualquier persona inmovilizada en una cama durante unos cuantos días, puede sufrir una disminución de su resistencia. Un estudio de Friman demostró que los pacientes inmovilizados con enfermedades infecciosas agudas sufrían una

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reducción de la resistencia que no se restablecía totalmente hasta los cuatro meses de la enfermedad. La resistencia disminuye por varias causas: 

Disminución de la función cardiaca o de la eficiencia respiratoria.



La resistencia de un musculo o un grupo muscular disminuye tras un traumatismo localizado.



Tras una inmovilización de músculos o grupos musculares.



Los pacientes con disminución de la fuerza muscular pueden requerir mayor gasto energético para mantener un

nivel de actividad adecuado por lo que

disminuye la resistencia.

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Intervención terapéutica El cuerpo es considerado como una combinación de partes que trabajan juntas para formar un todo. El tratamiento para superar el daño sufrido por una parte particular consiste en la devolución de la funcionalidad. El ejercicio o actividad terapéutica mejora la actuación funcional. Este modelo terapéutico tiene como base (según Turner, Foster, Richards):  La actividad motora humana exitosa está basada en la movilidad y en la fuerza física.  La participación en la actividad que implica movimientos repetidos de un determinado grado mantiene y mejora la funcionalidad.  La actividad puede ser graduada progresivamente para satisfacer las demandas particulares dentro de un programa de intervención. Las intervenciones basadas en este modelo se pueden dividir en tres enfoques:  Prevención de la deformidad y el mantenimiento de la capacidad existente para moverse.  El restablecimiento por medio de la mejora de las capacidades de movimiento  La compensación del movimiento limitado

Evaluación Valora el estado del sistema músculo articular del cuerpo humano a través de la medición de características mecánicas del aparato locomotor como fuerza, presión y movilidad articular.  Amplitud de movimientos su evaluación se llama Balance articular:

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Se mide los miembros para determinar la libertad del movimiento de una articulación. Se efectúa pasivamente (parte movida por el terapeuta) o activamente (parte movida por contracción muscular, es decir potencia muscular). Si la amplitud activa es menor que la pasiva se trata de un problema de debilidad muscular; cuando lo que se está evaluando es la limitación de una articulación, tiene que hacerse la medición de la amplitud pasiva. El método que más se utiliza para medir el movimiento articular es el goniómetro. Todo goniómetro tiene un transportador, un eje y dos brazos. El brazo fijo se extiende a partir del transportador en el cual se encuentra marcado los grados. El otro brazo llamado móvil que tiene una línea central. El eje es el punto en el cual convergen los brazos unido por un remache. Al usar el goniómetro para medir el movimiento articular se debe tener cuidado al colocar el eje y los dos brazos a fin de asegurar la exactitud. El eje del movimiento se coloca en el eje del movimiento articula que es el punto alrededor del cual se lleva a efecto el movimiento. El eje del movimiento de algunas articulaciones coincide con marcas óseas, mientras que en otras el eje deberá ser descubierto observando el movimiento articular.

 Fuerza muscular su evaluación se llama balance muscular Determina la fuerza de un músculo. La fuerza puede medirse con balanzas de resorte, tensiómetros, dinamómetros, pesas, o resistencia manual. La medición de la fuerza efectuada con un aparato es más exacta, pero resulta difícil y lleva tiempo realizar las pruebas. Por esta razón se utilizan pruebas manuales, que consisten en aplicar una resistencia contra la contracción voluntaria máxima de los músculos del paciente.

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La fuerza suele evaluarse como la máxima tensión producida bajo esfuerzo voluntario. Una de las pruebas más utilizadas en la actualidad es la Escala Daniels. Esta escala se basa en la valoración de los movimientos más que en el músculo individualmente. Se mide mediante escala numérica que va desde 0 a 5:

0 = no se detecta contracción activa en la palpación ni en la inspección visual 1 = se ve o se palpa contracción muscular pero es insuficiente para producir movimiento del segmento explorado 2 = contracción débil, pero capaz de producir el movimiento completo cuando la posición minimiza el efecto de la gravedad (Eje. puede desplazar la mano sobre la cama, pero no puede levantarla) 3 = contracción capaz de ejecutar el movimiento completo y contra la acción de la gravedad 4 = la fuerza no es completa, pero puede producir un movimiento contra la gravedad y contra una resistencia manual de mediana magnitud 5 = la fuerza es normal y contra una resistencia manual máxima por parte del examinador Signos + / –: Los signos + y – se usan cuando el paciente está entre dos números, + cuando se aproxima al siguiente número y – cuando se aproxima más a número anterior. Ej. 5/5 = normal, 0/5 = parálisis La diferencia entre el 4 y el 5 depende mucho del evaluador.

Con frecuencia los terapeuta ocupacionales complementan las pruebas manuales de la fuerza con mediciones mediante dinamómetros para empuñar y para

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pellizcar para los cuales se ha establecido un protocolo de evaluación: por ejemplo Dinamometro de mano (Hand dynamometer): Para cada medida de fuerza el sujeto se encuentra sentado con el Hombro en ADD y Rot neutra, codo Flex 90º antebrazo en posición neutra y la muñeca entre 0 y 30º de Dorsi Flex. El protocolo establece como resultado la media de tres intentos para ambas mano.  La resistencia su evaluación se llama resistencia muscular: Evalúa la capacidad del paciente para alcanzar o mantener la producción de energía necesaria para realizar una actividad, esto es especialmente importante en las actividades de la vida diaria, el reentrenamiento en tareas del hogar y las actividades relacionadas con el trabajo. Se registra la cantidad de trabajo y el tiempo requerido para hacerlo, y se aumenta progresivamente la producción y el tiempo de trabajo de acuerdo con la tolerancia del paciente hasta alcanzar el nivel máximo. Las actividades se utilizan para la evaluación de la resistencia muscular. Se registran la cantidad de resistencia y el tiempo de actividad o número de repeticiones antes del punto de fatiga.

Intervención Los métodos de intervención de este modelo están claramente delineados, se debe corresponder con las limitaciones de movimiento, fuerza y resistencia que se tratarán, también se debe determinar cuál es la intervención más adecuada. Intervenciones:  Mantenimiento y prevención: Este modelo defiende una utilización razonable para el mantenimiento de la función del sistema musculoesquelético. También defiende que se deberían de

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utilizar músculos que pueden producir contracciones y mover articulaciones para mantener la capacidad para el movimiento funcional. Cuando la persona no puede controlar su estabilidad o sus movimientos, la amplitud de la articulación se mantiene de manera pasiva. Para evitar la deformidad de la articulación se utilizan férulas y el posicionamiento adecuado de la articulación. Muchas investigaciones han demostrado que la causa de muchos de los problemas biomecánicos es el modo en que las personas llevan a cabo las tareas cotidianas, por ejemplo los problemas de espaldas. Los terapeutas ocupacionales pueden enseñar la mecánica corporal adecuada para evitar problemas. Por estos motivos los terapeutas deben de analizar la actividad, con el fin de determinar el tipo general de movimiento necesario para completar la actividad específica, no es posible predecir con exactitud el patrón de acción muscular y de movimiento art...