Análisis biomecánico comparativo de la articulación coxofemoral derecha e izquierda (página 2)

Tópicos teóricos

La articulación de la cadera (Coxofemoral), es de tipo esferoidea y género diartrosis o sinovial, la cual está conformada por el hueso coxal y el fémur; la cabeza del fémur se articula con el acetábulo donde es firmemente sostenida por una cápsula que esta reforzada por potentes ligamentos en sus caras anterior y posterior. En la cara anterior se hallan dos ligamentos, uno es el iliofemoral que se origina en el borde anterior del hueso iliaco y se inserta en el fémur a lo largo de toda la línea intertrocantérea anterior y el otro es el pubofemoral el cual se origina en el labio anterior de la corredera infrapúbica y se inserta en la parte anterior de la fosa pretocantiniana. En la cara posterior existe un único ligamento, el isquiofemoral, éste se origina en la parte posterior de la ceja y del rodete cotiloideo y se inserta en la cara interna del trocánter mayor. El movimiento en esta articulación es proporcionado por la acción de numerosos músculos, entre ellos se encuentran: el Iliopsoas que se encuentra conformado por dos músculos, el iliaco y el psoas; el músculo psoas tiene su origen en los procesos transversos de LI a LV y partes adyacentes de los cuerpos vertebrales de TXII a LV; el músculo ilíaco tiene su origen en el borde interno de la cresta ilíaca y el ala del sacro, ambos se insertan en el trocánter menor del fémur con un tendón conjunto. Otro de los músculos es el glúteo mayor el cual se origina en la cara glútea del hueso coxal y se inserta en el tracto iliotibial de la fascia lata y en la tuberosidad mayor del fémur. Los glúteos medio y menor son esencialmente dos partes del mismo músculo, su origen se encuentra en la cara exterior del hueso ilion, se inserta en la cara lateral del trocánter mayor del fémur. El músculo tensor de la fascia lata tiene su origen en el labio lateral de la cresta iliaca y se inserta en el tracto iliotibial de la fascia lata.

La cadera es una articulación multiaxial, ya que posee tres ejes y tres grados de libertad: Flexión-extensión, abducción-aducción y rotación interna-externa. Pertenece a la palanca de tercer grado, la cual es la más frecuente. Estas principalmente se hallan en las extremidades, y están destinadas a permitir grandes, amplios y potentes movimientos.

En la bipedestación el centro de gravedad pasa por detrás del centro de rotación de la articulación de la cadera produciendo fuerzas de compresión en los acetábulos. El peso corporal recae sobre el sacro y se transmite a las articulaciones sacroilíacas distribuyéndose así a través de las extremidades inferiores.

Para mantener el equilibrio durante la marcha, la línea de gravedad debe caer sobre el pie apoyado.   Cuando esto ocurre el centro de masa  del peso corporal descansa sobre la cadera apoyada medial a la cabeza femoral.  Esta masa incluye el peso corporal menos la extremidad apoyada.   Este peso tiende a  a forzar a la pelvis contralateral a descender,  (girar), lo que es contrarrestado por la musculatura abductora ipsilateral.  Ambas fuerzas  son  opuestas a la fuerza de reacción ascendente de la cabeza femoral.

Durante la ejecución de la marcha el fémur rota internamente sobre la pelvis 5° y la tibia rota sobre el fémur cuando se pasa de la fase de apoyo a la de balanceo. A continuación el fémur rota externamente unos 7° durante el resto de la fase de apoyo y en los primeros estadios de la fase de balanceo, la cadera se flexiona en la fase de balanceo, se mantiene en posición neutral durante la fase de apoyo total y se extiende luego cuando la pierna pasa a la fase de balanceo.

La amputación es la remoción o resección total o parcial de una extremidad seccionada a través de uno o más huesos, en forma perpendicular al eje longitudinal del miembro. En relación al mecanismo de producción puede ser de dos tipos: Amputación primaria o traumática que es producida por un agente traumático; Amputación secundaria o quirúrgica la cual es electiva o programada para ser realizada por medio de un acto quirúrgico.

La amputación es irreversible; ningún miembro artificial posee percepción sensitiva, de manera que es importante no eliminar una extremidad que tenga intacta su sensibilidad, aun cuando haya desaparecido la función motora.

Existe diversos niveles de amputación, estos se consideran dividiendo en tercios los segmentos del brazo, antebrazo, muslo, pierna o las articulaciones cercanas. Cuanto mas elevado es el nivel de amputación, mas articulaciones se pierden y hay menos potencia, debido a la perdida muscular y al menor brazo de palanca para controlar una prótesis. Siempre es preferible una amputación a cualquier nivel, que una amputación de mala calidad a nivel mas bajo.

Por tanto, se debe preservar lo mas posible de la extremidad comprometida, tomando en consideración no sólo su longitud, sino los niveles funcionales de la misma, es decir, las articulaciones. Es importante que el nivel de la amputación permita el uso de la prótesis, dando una buena movilidad, fuerza y un buen brazo de palanca.

Uno de los niveles preferibles en tren inferior, para el personal de la salud, debido a su estética y funcionalidad es la amputación supracondílea también llamada amputación del tercio distal del muslo, ésta se refiere a la perdida de la articulación de la rodilla donde la carga protésica se concentra en la zona isquiática, para este tipo de muñón se utiliza prótesis generalmente hibridas, las cuales son la combinación de sistemas de fuerza propia y fuerza ajena, existiendo así, el poder corporal con el poder (mio) eléctrico en una sola prótesis.

Las prótesis son aparatos que compensan la ausencia total o parcial de una extremidad. Deben ser confortables, funcionalmente útiles y cosméticamente aceptables. En le mercado existen modelos de los mas simples a los mas sofisticados. Además varía la calidad de sus elementos y por tanto de su costo.

La prótesis debe proveerse cuanto antes, una vez haya cicatrizado la herida. A partir de ese instante se inicia la masoterapia, la movilización y despegamiento gradual de los planos, vendaje elástico, y de constricción progresiva y junto con ello, se coloca una prótesis provisional o de transición. De este modo se prepara la paciente para tolerar y adaptarse mejor al empleo de la prótesis definitiva, que solamente podrá aplicarse cuando el muñón sea definitivamente indoloro, tenga una actitud fisiológica y su circunferencia se haya reducido por reabsorción del edema y la mayor parte del tejido celuloadiposo. Todo ello se consigue con más o menos a los 5 ó 6 meses.

Análisis

Análisis descriptivo biomecánico del segmento afectado.

Se analizo la articulación coxofemoral derecha e izquierda de un sujeto de género femenino con amputación supracondílea izquierda, durante la ejecución de la marcha con prótesis.

Primera fase (Apoyo de talón): La extremidad afectada presenta 2° menos de flexión de cadera en comparación a la extremidad sana con relación al tronco. Al mismo tiempo que realiza abducción, por la acción del músculo iliopsoas el cual permite flexionar el muslo y aportar el movimiento mínimo de rotación externa y abducción de cadera.

Segunda fase (Apoyo total): La extremidad afectada presenta 4 grados de extensión de cadera por la acción concéntrica del glúteo mayor en comparación con la extremidad sana que en esta fase se encuentra en una posición neutra lo cual es dado por la co-contracción del músculo cuádriceps, isquiotibiales y el glúteo mayor.

Tercera fase (Despegue de dedos): En ésta fase se evidencia que la extremidad afectada presenta 2° menos de extensión en la cadera en comparación a la sana. Este movimiento es accionado gracias a la función del Glúteo máximo el cual extiende la pelvis en la parte superior de la pierna al estar en bipedestación.

Cuarta fase (Balanceo): En esta fase se observa que la extremidad izquierda presenta 6° más de flexión de cadera con respecto a la derecha; además se observa que la cadera izquierda realiza movimientos accesorios como abducción y rotación externa; por la acción del glúteo medio, tensor de la fascia lata y sartorio.

Kinegramas de la ejecucion de la marcha con prótesis

–Color rojo: indica hemicuerpo derecho.

-Color azul: indica hemicuerpo izquierdo.

EXTREMIDAD DERECHA

EXTREMIDAD IZQUIERDA

Correlación clínico patológica

Con base en lo encontrado en el análisis de las fases de la marcha se pueden realizar las siguientes correlaciones:

En cuanto a la primera fase en donde se encontró que la extremidad afectada presenta 2° menos de flexión de cadera en comparación con la extremidad sana puede ser debido a debilidad del músculo iliopsoas lo cual genera movimientos accesorios como abducción y rotación externa de cadera para llevar a cabo el movimiento.

En la segunda fase la extremidad afectada presenta 4 grados de extensión de cadera en comparación con la extremidad sana que en esta fase se encuentra en una posición neutra; lo cual puede ser por compensaciones posturales, debido a la perdida de equilibrio propia del traumatismo.

En la tercera fase se evidencia que la extremidad afectada presenta 2° menos de extensión en la cadera en comparación a la sana ocasionado por la debilidad del glúteo mayor.

En la cuarta fase se observa que la extremidad izquierda presenta 6° más de flexión de cadera con respecto a la derecha; además se observa que la cadera izquierda realiza movimientos accesorios como abducción y rotación externa, ésta condición puede ser debida a que la prótesis es 3 centímetros más larga lo cual puede generar retracciones y desequilibrios musculares en la musculatura de la cadera y lumbares.

Análisis cinemático

• Extremidad izquierda:

• Extremidad derecha

Análisis del tiempo

En cuanto a la distribución del tiempo de las fases en la extremidad afectada se encuentra que la primera fase la realiza en un tiempo de 7.47miliseg, la segunda fase en 7.97 miliseg, la tercera fase en 8.57 miliseg y la cuarta fase en 9 miliseg, y en cuanto a la distribución de tiempo de duración de las fases en la extremidad sana se encuentra que: la primera fase la realiza en 3.77 miliseg, la segunda en 4.13 miliseg, la tercera en 5.63 miliseg, y la última fase en 5.90 miliseg, concluyendo de esta manera que la extremidad afectada realiza las fases de la marcha en un mayor tiempo debido a los desequilibrios musculares y compensaciones posturales que implica la utilización de la prótesis.

Analisis de la duracion total del gesto en extremidad afectada vs la sana.

Se puede observar que en la extremidad izquierda (afectada), la duracion total del gesto es de 1.53 miliseg, mientras que en la extremidad derecha (sana), la duracion total del gesto es de 2.13 miliseg, lo que indica que en la extremidad afectada, al gastarse un mayor tiempo durante la ejecucion de cada fase para realizar la marcha debido al uso de la protesis, se se ve disminuida la duracion total del gesto.

Igualmente se observa que el promedio de tiempo por intervalo de la extremidad izquierda (afectada) es de 0.38 miliseg, mientras que en la extremidad derecha (sana) es de 0.53 miliseg, siendo mayor el promedio en la extremidad sana, lo que indica que durante la ejecución total del gesto, no hubo tantas variaciones de la velocidad durante cada fase como en la extremidad afectada.

Comparaciòn del desplazamiento angular total de la cadera en extremidad afectada vs la sana.

En el cuadro se puede observar que el desplazamiento angular total de la articulación coxofemoral en la extremidad izquierda (afectada) durante las fases de la marcha fue de 26º, donde el desplazamiento más significativo se da durante la fase de balanceo (fase 4), mientras que en la extremidad derecha el desplazamiento angular total es de 22°, debido a que el sujeto utiliza prótesis lo que implica una mayor compensación y movilidad de la cadera de la extremidad con la prótesis para poder llevar a cabo el movimiento.

Analisis de la magnitud de la velocidad maxima en extremidad afectada vs la sana.

La velocidad maxima durante la ejecucion del gesto en la extremidad izquierda se dio en la cuarta fase y fue de 0.46 rad/miliseg y la velocidad maxima durante la ejecucion del gesto en la extremidad derecha tambien se dio durante la cuarta fase, pero fue de 0.44 rad/miliseg, lo que indica que en ambas extremidades se alcanzo la mayor velocidad durante la ultima fase.

Analisis de la magnitud de la aceleracion maxima en extremidad afectada vs la sana.

La aceleracion maxima durante la ejecucion del gesto en la extremidad izquierda se dio en la segunda fase y fue de 0.86 rad/miliseg y la aceleracion maxima durante la ejecucion del gesto en la extremidad derecha tambien se dio durante la segunda fase, pero fue de 1.19 rad/miliseg, lo que indica que en ambas extremidades se alcanzo la mayor aceleracion durante la segunda fase.

Solución a la problemática biomecánica

De acuerdo al analisis cinematico realizado anteriormente se puede observar que no existe igualdad en el desplazamiento angular ni en la velocidad y ejecucion del gesto entre la extremidad afectada y la sana, debido a que la protesis que ha sido puesta a la paciente, no es la adecuada posiblemente por tener una mayor longitud que la extremidad sana, lo que hace que en el momento de la ejecucion de la marcha, se hagan compensaciones por medio de la realizacion de movimientos que hacen que haya un mayor desplazamiento angular y un mayor gasto de tiempo en la ejecucion de cada fase que compone el movimiento.

Dentro de las posibles soluciones se sugiere:

• La prescripcion de una protesis adaptada a sus condiciones y necesidades.

• Asistencia a fisioterapia, donde se realice un programa que incluya ejercicios de fortalecimiento, estiramiento muscular, ejericios de propiocepcion, equilibrio, coordinacion, que ayuden a una mejor adaptacion de la protesis y funcionalidad en el usuario.

• Rehabilitacion con un programa interdisciplinario como terapia ocupacional y psicologia.

• Incorporaciòn a su contexto de actividades de la vida diaria y basicas cotidianas.

Discusión

En la extremidad izquierda (afectada) se observo un mayor desplazamiento angular y un mayor tiempo de duracion de cada fase durante la ejecucion del gesto que en la extremidad derecha (sana).

Por ser la izquierda, la extremidad afectada en la cual se usa la protesis, se esperaba encontrar una limitacion en el movimiento, o un menor desplazamiento angular, pero despues de realizado el analisis se pudo observar, que hay un mayor desplazamamiento, debido a las compensaciones que la paciente realiza para poder llevar a cabo la marcha, dando lugar a movimientos que generan un mayor gasto de tiempo y que hacen que el desplazamiento angular total sea mayor.

Bibliografía

• BIOFISICA MEDICA; Balance estático en cadera. Fuerza de reacción articular y sus componentes. (Basado en libro Biomecánica del Movimiento Humano. Barney Le Veau) .

• Fernández Mendoza Oscar; Gonzales Moreno Ángel. amputación, desarticulación: definición; definiciones; niveles de amputación miembro superior e inferior; tipos de órtesis o prótesis; amputación en niños y en enfermedades vasculares; técnicas operatorias. Cirugía ortopedia y traumatología.

Autor:

Ángela Ayala

Paola Caballero

Lina Casanova

Lina Hurtado

Eliana Orejuela

Claudia M. Pedraza

Estudiantes de X semestre de Fisioterapia

Escuela Nacional del Deporte

Asesor temático: Ft. Carlos Andrés Quiroz