TERMINOLOGIA BIOMECANICA MODERNA. NUEVOS CONCEPTOS

La biomecánicaes una área de conocimiento que estudia los modelos, fenómenos y leyes que sean relevantes en el movimiento (incluyendo el estático) de los seres vivos. Es una disciplina científica que tiene por objeto el estudio de las estructuras de carácter mecánico que existen en los seres vivos, fundamentalmente del cuerpo humano. Esta área de conocimiento se apoya en diversas ciencias biomédicas, utilizando los conocimientos de la mecánica, la ingeniería, la anatomía, la fisiología y otras disciplinas, para estudiar el comportamiento del cuerpo humano y resolver los problemas derivados de las diversas condiciones a las que puede verse sometido.

Por lo tanto tras esta definición la biomecánica, tiene como cualquier otra rama o especialidad su propio vocabulario, es decir, que tiene palabras o terminologías propias de su campo que son importantes saber para la mejor compresión y conocimiento de la materia.

De esta manera, en esta entrada vamos a definir alguno de estos nuevos conceptos, sobre todo la que se denomina, como indica el titulo de esta entrada, la terminología biomecánica moderna. Por si es de vuestro interés, muchas de estas definiciones las he sacado del último libro de K. Kirby: Kirby, KA: Foot and Lower Extremity Biomechanics III: Precision Intricast Newsletters, Precision Intricast, Inc, Payson, Arizona, 2008.


FUERZAS Y MOMENTOS

Cinética: Estudia el movimiento del cuerpo.

Cinemática: Estudia las fuerzas y momentos que actúan para producir el movimiento, como ejemplo la fuerza que se ejerce en tendones, músculos, etc.

Fuerza: Se define como una perturbación mecánica o carga. La fuerza aplicada al cuerpo es la que causa que el cuerpo se mueva y/o deforme. La fuerza es descrita como una cantidad lineal que tiene cuatro valores medibles: magnitud, línea de acción dirección y punto de aplicación (Fig. 1)

- Magnitud: es la cantidad de fuerza aplicada, la cual se mide en Newtons.

- Línea de acción: es la línea imaginaria a través en la cual actúa la fuerza.

- Dirección: indica la orientación de la fuerza a través de la línea de acción.

- Punto de aplicación: el punto de aplicación de la fuerza es la localización en el objeto en el cual actúa la fuerza.

Estos conceptos nos son de ayuda para comprender mejor publicaciones que hablan sobre biomecánica y también los podemos aplicar en nuestra práctica clínica, para valorar las fuerzas y momentos que actúan o están alterados en la marcha de una paciente y cómo podemos mediante una ortesis cambiar esta alteración de fuerzas que pueden ser la causa de su sintomatología dolorosa a nivel de miembros inferiores, por poner un ejemplo.

Figura 1

STRESS - TENSION
Sobre este tema y la teoría de stress de tejidos, ya realice una entrada en el blog, por eso y para no volver a repetir lo mismo, os pongo el enlace de esa entrada.


VISCOELASTICIDAD

Cuando cualquier material biológico o no biológico es sujeto a una fuerza de carga, este responderá deformándose por la carga aplicada de acuerdo con su particular relación de stress- tensión. Durante esta deformación el material almacenara energía potencial, o energía de tensión, que puede ser liberada en energía cinética una vez que la fuerza de carga cese del material y este vuelva a su posición original antes de la carga.

Figura 2



Los tejidos biológicos del cuerpo humano como hueso, cartílago, ligamentos, tendones, etc. No se comportan de manera puramente elástica cuando son sujetos a fuerzas de carga sino que más bien se comportan con una propiedad mecánica denominada viscoelasticidad. La viscosidad es propia de fluidos y la elasticidad, más bien, propia de materiales sólidos los cuales vuelven a su posición inicial una vez cesada la fuerza. Por lo tanto, un material o tejido que es viscoelastico es el cual tiene ambas propiedades de materiales sólidos y líquidos. Los tejidos viscoelasticos no vuelven o no recuperaran al mismo camino o forma una vez que cese la carga de stress- tensión, como consecuencia, perderá energía calorífica durante este proceso. (Fig. 2)

Estos dos últimos conceptos, stress y viscoelasticidad, son muy importantes a la hora de comprender mejor cómo se comportan los tejidos bajo una tensión, como se recuperan y cuál puede ser su evolución tras una tensión prolongada en el tiempo.

Estas son definiciones que llevan muchísimo tiempo aplicándose en otros campos, como la ingeniería o la física, pero que son algo mas nuevos en la biomecánica y que hay que ir aprendiendo sus significados y sus aplicaciones en nuestro campo, por la gran importancia que representan.

Para finalizar, me gustaría agradeceros vuestros comentarios, opiniones y aportaciones que habéis realizado en la entrada anterior. Estos me han hecho ver que hay mas compañeros que piensan como yo y que merece la pena seguir compartiendo lo poco que se y que tanto me gusta como es la biomecánica y la ortopodologia.

De nuevo, gracias y que disfrutéis de la Semana Santa.

PROBLEMAS MODELO ROOT

Continuando con el modelo de Root y habiendo realizado en la entrada anterior una breve introducción histórica y de las características de dicha teoría, ahora intentaremos desmontarla y ver los fallos que tiene desde un punto de vista científico.

Uno de los pilares básicos de la teoría de Root es la posición neutra de la articulación subastragalina (ASA)[IMAGEN LATERAL], y el objetivo de sus ortesis consiste en mantener el ASA en posición neutra en la fase final de apoyo medio de la marcha. Root se basa en un estudio para confirmar esta teoría, pero posteriores estudios como el de Mc Poil y Cornwall, (Mc Poil TG, Cornwall MW. Relationship between subtalar joint neutral position and rearfoot motion during walking. Foot Ankle Int 1994; 15: 141-5.)  cuestionan esta afirmación asegurando que en condiciones normales el ASA no se encuentra en posición neutra al final del apoyo medio, sino en una posición mas pronada.

Otro tema a comentar, es el concepto de Root del modelo de 2 ejes de movimiento de la articulación mediotarsiana (16º en plano sagital y 42º con el transverso), también descrito por Manter y Hicks [IMAGEN SUPERIOR], cuando cabe más la posibilidad de que las articulaciones del pie se muevan mas en un haz de ejes, más que en ejes puros y esto está siendo puesto en duda por estudios cinemáticos como el de Payne (Payne CB. The role of theory in understanding the midtarsal joint. J Am Pod Med Assoc 2000; 90: 377-9.) y el de Nester (Nester C, Findlow A, Bowker P. Scientific approach to the asis of rotaton of the midtarsal joint. JAPMA, 91(2): 68-73, 2001)
[IMAGEN INFERIOR]

 
Siendo, desde mi punto de vista, la teoría del haz de ejes más lógica, ya que, una articulación con tanto movimiento como el ASA y la mediotarsina, ¿que solo se mueva en estos dos ejes? y ¿que exista un momento en la fase de apoyo medio que el ASA este neutra?, ¿qué pensáis?.


Posiblemente los fallos existentes en los anteriores estudios fueron, que se midieron los pies de los cadáveres en descarga para medir el eje, en el estudio de Manter y que solo tuviera en cuenta la articulación talonavicular en el de Hicks (Manter JT. Movements of the subtalar and transverse tarsal joints. Anat Rec, 80:397-410, 1941;  Hicks JH. The mechanism of the foot. I the joints. Journal of Anatomy. 87:25-31, 1983), todo esto, sin contar con la inestimable ayuda de la tecnología y de los estudios con estereogonomietria y el 3D, de los cuales no disfrutaban antes.

Con todo esto, no quiero decir, que la teoría de Root no sirva para nada, y que otras teorías “emergentes” como la de Kirby, teoría de stress, etc, sean las mejores y la verdad absoluta, ya que hay que recordar que como su nombre indica son “Teorías”. Todos estos problemas e inconsistencias del paradigma de Root han hecho que se replanteen las bases biomecánicas de su teoría. Todos estos modelos sobre los que trabajamos actualmente son modelos teóricos, más o menos coherentes, y no protocolos científicos de tratamiento, por lo que ninguna de sus bases biomecánicas debe despreciarse tajantemente, pero si es cierto, que se necesitan mucho mas estudios que demuestren la evidencia acerca de los diferentes modelos biomecánicos, sus alteraciones patológicas y sus tratamientos.

Por eso, esta pequeña reflexión que he realizado en voz alta en el último párrafo, la deberían de realizar en muchas escuelas de Podología, ya que muchos docentes no se están reciclando, y todavía enseñan en muchas universidades la Teoria de Root como único y verdadero modelo, y eso no es así.
¿Qué os parece?.

TEORIA DE ROOT: Modelo biomecánico

Veo que a los votantes de la encuesta os gusta empezar fuerte y habéis elegido como el tema más votado, los modelos biomecánicos del pie, por eso, me gustaría empezar con el Modelo del podiatra Dr. Merton Root, ya que fue el primero de todos y realizo una gran contribución a la exploración biomecánica del pie.




MODELO DE ROOT

En la historia de la biomecánica y ortopedia del pie existen dos etapas bien diferenciadas. No fue hasta principios de los años 60 cuando Root impulsó el desarrollo de fundamentos biomecánicos bien sentados, dándole importancia a la dinámica de las articulaciones del pie del miembro inferior durante la marcha, ya que, hasta esa fecha, las ortesis plantares que se hacían iban encaminadas solo a la redistribución de las presiones.

La base para el planteamiento que realizo Root, fue la clasificación de los tipos anormales de los pies. Con el fin de clasificar los tipos de pies anormales, Root y cols. definen lo que denominaron el ideal o "normal" de la alineación del pie, así como diversas variaciones de esta alineación normal del pie que podría causar una función anormal del pie. Antes de todo esto y de la clasificación de Root, no existían criterios que definieran “el pie normal”, solo se identificaban alteraciones exageradas o congénitas como el pie calcaneovalgo, el astrágalo vertical congénito, etc.

El protocolo propuesto para calificar estas variaciones anormales de la alineación del pie normal "intrínseca deformidades de los pies", las calificó como: varo y valgo de antepié y de retropié. Señalando, que estas deformidades que causan el movimiento anormal o excesivo del pie, puede dar lugar a trastornos de las extremidades inferiores y los pies.

El protocolo propuesto por Root y cols. para tratar estas deformidades intrinsecas del pie, fueron las siguientes:

1. Determinar si una "deformidad intrínseca" está presente.

2. Medir la cantidad de la deformidad con un goniómetro.

3. Tomar los pies del paciente para captar el grado de deformidad en un modelo de yeso.

4. Fabricación de una ortesis de pie. La “ortesis funcional” del pie, según lo descrito por Root et al, es la fabricada con cuñas o posteos, los cuales son colocados ya sea en la parte delantera del pie o la parte posterior del pie en función de la clasificación de la deformidad presente, evitando de esta manera los movimientos excesivos del pie.
De este modo, el pie se definió que está en una alineación normal, cuando a nivel exploratorio la bisectriz del calcáneo está en línea o en paralelo con la bisectriz del tercio inferior de la pierna y el plano de las cinco cabezas de los metatarsianos es perpendicular a la bisectriz del calcáneo. Root señala específicamente que esta alineación normal del pie se produce, sólo cuando la articulación subastragalina está en posición neutra.

Dando el Modelo de Root como innovaciones a la exploración biomecánica los patrones de normalidad del pie, el concepto de posición neutra de la articulación subastragalina y la importación del análisis de la marcha en la exploración del paciente.

Espero que os haya gustado, gracias por participar con vuestra votaciones y en la siguiente entrada del blog continuaremos con el Modelo de Root, en este caso con sus problemas e incoherencias.