Análisis biomecánico, Apuntes de Biomecánica

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UNIVERSIDAD DEL ROSARIO

ESCUELA DE MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD

CÁTEDRA DE PROFUNDIZACIÓN II:

CLÍNICA DEL TRABAJO

TRABAJO FINAL

Lina Gómez

Luisa Montenegro

Nicolás Parra

Contenido

ANÁLISIS DE LOS RANGOS DE MOVIMIENTO ARTICULAR DE LAS

ARTICULACIONES PRINCIPALES DE LA TAREA Y PARTICIPACIÓN DE LOS

MÚSCULOS

Para el reporte de las articulaciones y rangos de movimiento que se dan en cada fase de

la tarea se escogió la toma realizada con peso ya que esta ha reportado mayor riesgo de

lesión cuando la tarea implica el levantamiento de peso superior a 5 kg, además genera

mayores modificaciones neuromusculares y alcance del umbral de fatiga mucho más

rápido.

En esta primera fase se observan las primeras compensaciones del cuerpo donde las

sinergias se empiezan a activar por el contrario los neutralizadores están inactivos hasta

que se dé la contracción completa de los músculos principales. El cuerpo trata de

equilibrar su carga propia al tener reducida su base de sustentación, realizando al inicio

descargas inequitativas entres los miembros inferiores.

Por otro lado, la articulación glenohumeral se prepara para realizar la tarea por tanto no

es una articulación fundamental en esta fase.

El inicio el levantamiento de la caja los miembros inferiores trasladan energía hacia la

columna lumbar activando la contracción isométrica que estabiliza el tronco permitiendo

que los miembros superiores realicen el movimiento selectivo y puedan vencer las fuerzas

de fricción y gravedad propias de la caja según sus características sin generar grandes

cambios el centro de gravedad y masa.

Al sostener la caja se observa un aumento en la carga de hombro ya que se mantiene una

extensión completa del codo haciendo que se pierda su eficacia sinérgico antagonista; se

ha descrito que la eficacia del tríceps se produce al situarse en una ligera flexión de

hombro y moderada flexión de codo, esto se debe a que la inserción está más abajo del

olécranon haciendo que su tendón tenga una disposición curvilínea al flexionar mejorando

su palanca y transmitiendo mejor las fuerzas provenientes de segmentos más proximales.

Es posible evidenciar que existe una actividad dominante de los peroneos en el cuello de

pie generando que los tobillos tomen posición de valgo.

Esta última fase toma angulaciones en las articulaciones parecidas a las de la primera

fase, sin embargo, se produce mayor contracción de los músculos erectores debido a la

necesidad de mantener el centro de masa y compensar la acción de los ligamentos para

sostener el propio peso y el extra.

También es evidente que la participación del bíceps braquial es básicamente para

estabilizar la articulación del codo y evitar la luxación ya que el tríceps es protagónico al

actuar en cadena con los aductores de escápula frenando la fuerza de la gravedad dada a

la caja y esta a su vez de tracción a miembros superiores. Además, el efecto del cubital

anterior sobre la desviación cubital disminuye.

El flexor cubital anterior además de su principal función (flexión de muñeca y sinergista de

codo), por su inserción realiza desviación cubital donde el extensor corto del pulgar se

activa al neutralizar esta acción. en la articulación glenohumeral se dan los siguientes

mecanismos estabilizadores y neutralizadores por un lado el vasto medio contribuye en

cierta parte a la rotación interna y aducción del hombro por tanto el deltoides en sus fibras

medias y el dorsal ancho compensan con la acción contraria; mientras el bíceps braquial

al insertarse en la tuberosidad bicipital del radio tiene la función accesoria de supinación

del antebrazo sin embargo es indeseado para la tarea realizada, es así como el pronador

cuadrado se activa y neutraliza.

La función de los músculos biarticulares es muy importante en este punto. La porción

corta del bíceps femoral actúa específicamente para la flexión de la rodilla donde el

semimembranoso y semitendinoso son potentes sinergistas. El grupo muscular de los

isquiotibiales en especial estos últimos por su origen e inserción son músculos

biarticulares que generan también la extensión de la articulación coxofemoral cuando esta

se requiere.

Se ha descrito que, si la distancia horizontal entre el cuerpo y el objeto levantado es

mayor a 25 cm, se puede generar un sobreesfuerzo localizado en los hombros,

aumentando las posibilidades de desarrollar alguna patología musculoesquelética y en

algunos casos por la acción protectora de los erectores y cuadrados lumbares se genera

sintomatología en la columna lumbar al aumentar la activación de estos.

VELOCIDAD Y ACELERACIÓN

Para el análisis de estas características se tomó en cuenta la medida desde el suelo hasta

el trocánter mayor del participante correspondiente a 52 centímetros y el tiempo se tomó a

partir de la reproducción de los videos por la aplicación Kinovea.

En la fase de levantamiento para los dos casos, se realiza en 2 segundos lo que nos da

como resultado una velocidad de 0,26 m/s con aceleración de 0,13 m/s.

Por otro lado en la fase de descarga si se tienen diferentes velocidades. El participante

con la carga realiza una velocidad de 0,34 m/s con aceleración de 0,23 m/s y al levantar el

objeto de peso no significativo ejerce una velocidad de 0,26 m/s con aceleración de 0,

m/s.Esto se explica por la fuerza que ejerce la gravedad sobre el masa de cualquier

objeto.

ELECTROMIOGRAFÍA

Ahora bien, en cuanto a los resultados obtenidos en la electromiografía, como ya se ha

mencionado estudios previos han descrito que la activación muscular de los erectores de

la columna es predominante a medida que se completa la flexión al igual que al recobrar

la posición erecta, esto se da si la cadera se encuentra en extensión, ya que en la flexión

realiza una acción de protección y compensación a los ligamentos de la columna para

sostener el peso del tronco y la cabeza. Al realizar la manipulación de cargas moderadas

la activación muscular de los erectores es menor a medida que se realiza el cambio de

postura ya que los músculos flexores pueden ejercer un papel dominante al contraerse de

forma extrínseca, esto es evidente en la señal registrada por la EMG (figura 8) donde se

observa que la activación de los erectores aumenta en la carga y descarga del peso y al

mantenerlo se vuelve constante. Aunque en este caso la cadera se encuentra en flexión

de igual manera se observa esa compensación de los erectores a los ligamentos para

mantener la posición de la columna ante la tracción de la carga.

Figura 8. Comportamiento de actividad muscular de erectores al manipular cargas.

Por otro lado, en ambos registros se puede identificar la aparición de la fatiga durante la

fase de mantenimiento de la carga observándose en diferente número de repeticiones

donde hay mayor amplitud y menor frecuencia de la señal neuromuscular. Esto se debe al

repetido reclutamiento de fibras musculares al cargar y descargar que más el soporte del

mismo durante un tiempo determinado aumentan la demanda de energía disminuyendo la

capacidad contráctil del músculo por agotamiento y acumulación de desechos

metabólicos que incrementa ante una carga impuesta. En cuanto a la toma 1 se observa

la aparición de la fatiga en el multífido derecho para la cuarta repetición que a su vez

demuestra más activación desde el inicio de la actividad lo que puede explicar su inicio de

agotamiento. En la toma 2 por el contrario los esbozos de fatiga se dan en la tercera

repetición, pero en este caso se da en el multífido derecho, erector derecho y en mayor

medida para el erector derecho quien como en el caso de la toma 1 para el multífido, tiene

mayor actividad desde el inicio del ejercicio; sin embargo en la cuarta repetición esta

fatiga debería ser más notoria pero al darse un mayor tiempo de descanso se da la

posibilidad a la fibra muscular de recuperarse (figura 9).

ANALISIS TAREA MANUAL

DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DEL MOVIMIENTO

El registro inicia cuando el voluntario de ubica sobre la plataforma manteniendo la postura bípeda

con una superficie plana a modo de mesa con una altura aproximada de 95 cm frente a él,

adicionalmente se le proporciono un tangram y un modelo de baja complejidad a copiar con las

fichas ,se pidió al voluntario armar una figura, para el segundo registro se siguió el mismo

protocolo sin embargo se cambió la figura modelo a copiar y se estableció un límite de tiempo de

un minuto para realizar la tarea además de brindar estímulos auditivos ejerciendo más presión

sobre el voluntario.

ANÁLISIS DE LOS RANGOS DE MOVIMIENTO ARTICULAR

Para el análisis se dividió la tarea en dos momentos así: 1) Seleccionar las fichas que estaban

sobre la silla y 2) Acomodar las fichas para armar el modelo seleccionado sobre la misma silla.

Momento 1

Se toman como referencia de ángulos los resaltados en color azul para la flexión de codo izquierdo

y en color rojo para la abducción de hombro derecho.

Momento 2

Se toman como referencia de ángulos internos resaltados en color azul para la flexión de codo

izquierdo y en color rojo para la abducción de hombro derecho.

Articulación

Movimient

o

Ángulos de

referencia

Selección de

fichas

Acomodación de

fichas

Hombro

Flexión

Imposible medir

por plano

Imposible medir por

plano

Abducción 0-180° 26° 18°

Codo Flexión 0-145 140° 133°

Tilt anterior-

pelvis

Imposible medir

por plano

Imposible medir por

plano

Pélvico-

Femoral

Flexión 0º - 125

Imposible medir

por plano

Imposible medir por

plano

Rodilla

Derecha

Flexión 0º - 130º 0° 0°

Rodilla Flexión 0º - 130º

0° 0°

Tensor de la fascia

lata

Piramidal

Dedos

Abductor corto del

pulgar

Flexor corto del pulgar Agonistas

Flexor común de los

dedos

PARTICIPACIÓN DE LOS MÚSCULOS

En el primer registro encontramos que la activación de las fibras musculares de los músculos para

espinales es constante y varia de intensidad de hasta 2 mV, evidenciando que el musculo derecho

presenta una contracción constante de menor intensidad frecuencia y amplitud durante el tiempo

mientras que el musculo izquierdo manifiesta una activación en cuanto a mV más alta con mayor

amplitud y frecuencia. (grafica 1)

grafica 1

En cuanto a la activación de las fibras musculares de la porción descendente del trapecio

encontramos que en el primer registro es el musculo trapecio derecho quien demuestra mayor

activación sin embargo es evidente que en lapsos de alrededor de dos segundos se pierde la señal

o hay una desactivación total del musculo, con respecto al musculo trapecio izquierdo se observa

una constante activación con aparentes momentos de fatiga donde como su homólogo del lado

izquierdo se observa un brusco aumento de amplitud de las señales neuromusculares (grafica 2)

grafica 2

En el segundo registro con la adición del factor de premura del tiempo se evidencia que con

respecto al primer registro los músculos paraespinales presentan una mayor activación, donde

resalta la amplitud de las ondas y la frecuencia de activación del musculo izquierdo sobre pasando

los 2mV desde el inicio de la prueba. (grafica 3)

grafica 3

Finalmente, en cuanto al comportamiento de los músculos trapecios se encontró que de igual

manera que en el primer registro hay una activación brusca de ambos músculos donde incluso

llegan a a superar los 0.9 mV de la misma manera el musculo trapecio derecho muestra mayor

activación con registros de ondas de amplitudes y frecuencias significativamente superiores en

 - ANÁLISIS LEVANTAMIENTO DE CARGA..................................................................................... - DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DEL MOVIMIENTO............................................................................ - DE LA TAREA Y PARTICIPACIÓN DE LOS MÚSCULOS...................................................................... ANÁLISIS DE LOS RANGOS DE MOVIMIENTO ARTICULAR DE LAS ARTICULACIONES PRINCIPALES 

• Repetición 1 Repetición 2..................................................................................................................
• ANALISIS TAREA MANUAL................................................................................................................ - DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DEL MOVIMIENTO.......................................................................... - ANÁLISIS DE LOS RANGOS DE MOVIMIENTO ARTICULAR............................................................ - ANÁLISIS DE LAS ARTICULACIONES............................................................................................. - PARTICIPACIÓN DE LOS MÚSCULOS............................................................................................
• ANALISIS TAREA ESTÁTICA................................................................................................................ - DESCRIPCIÓN CUALITATIVA DEL MOVIMIENTO.......................................................................... - ANÁLISIS DE LOS RANGOS DE MOVIMIENTO ARTICULAR............................................................ - ANÁLISIS DE LAS ARTICULACIONES............................................................................................. - PARTICIPACIÓN DE LOS MÚSCULOS............................................................................................
• Fase
  • Fase
    • Fase

Cada repetición con una duración de 1 minuto con intervalos de descanso de 30

segundos.

Las tomas analizadas son realizadas desde el plano sagital donde se evidencian las

acciones de flexo-extensión en el eje trasversal de las articulaciones de tobillo, rodilla,

cadera, tronco, hombro y codo, por las tomas realizadas fue imposible analizar el

movimiento de cuello y muñecas.

Repetición 3 Repetición 1 Repetición 2