Tema 4. TEORIAS BIOMECÁNICAS CLÁSICAS Y TENDENCIAS ACTUALES. Dr. Fernando Pifarré

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1 Tema 4. TEORIAS BIOMECÁNICAS CLÁSICAS Y TENDENCIAS ACTUALES Dr. Fernando Pifarré

2 ESQUEMA Manter (1941) HicKs (1953) Root (1959) Elftman (1960) Sgarlato (1971) Van Langelaann (1983) Phillips (1983) Kirby (1990) Lundberg (1993) Mc Poil y Hunt (1995) Huson (1996) Payne (2000) Nester et al (2001) Kirby (Noviembre 2001) Nester et al (2002) Nester and Findlow (2006) Kirby (Giugno 2008) Howard J Dananmberg (2012) Phillip J Vasily (2012)

3 TEORIA DE MANTER (1941) Mide en cadáveres tanto el eje de rotación del ASA como el de la MT. Describe el método para medir el eje del ASA, pero probablemente no midió el de la MT. No queda claro si utiliza el escafoides, el cuboides o cualquier otro punto del antepié para determinar el eje de movimiento de la MT.

4 TEORIA DE MANTER (1941)

5 TEORIA DE MANTER (1941) 19 pies de cadáver eje longitudinal ASA (EL) es de: 9º plano sagital y 15º plano transversal 15 pies de cadáver el eje oblicuo ASA (EO) es de: 57º plano sagital y 52º plano transversal

6 TEORIA DE MANTER (1941) El eje longitudinal de la MT como el de la ASA se mueven como un tornillo en sentido horario. MT ASA No describe el mecanismo de tornillo ya que está limitado por la acción de los músculos y ligamentos

7 TEORIA DE HICKS (1953) 5 pies amputados Simula la carga para determinar el eje del ASA, MT (EL, EO) i el V radio EO Hicks es diferente EO Manter EO Hicks es similar eje ASA Dos ejes para la mediotarsina: - Eje A-P - EO Descuida el movimiento cuboides

8 TEORIA DE HICKS (1953) Solo describe el movimiento de la articulación astragalo escafoidea pero no calcáneo cuboidea Mide el movimiento de la mediotarsiana en carga y en descarga

9 TEORIA DE ROOT (1959)

10 TEORIA DE ROOT No fue hasta principios de 1959 cuando Root impulsó el desarrollo de fundamentos biomecánicos bien sentados. Root estudió de forma dinámica las articulaciones del pie durante la marcha Antes de Root, las ortesis plantares solo distribuian las presiones plantares Planteamineto de Root i cols.: clasificación de los tipos anormales de pies

11 TEORIA DE ROOT Root i cols. Definieron: * POSICIÓN IDEAL O NORMAL DE LA ALINEACIÓN DEL PIE * ASÍ COMO DIVERSAS VARIACIONES DE ESTA ALINEACIÓN NORMAL QUE PODRÍA CAUSAR UNA FUNCIÓN ANORMAL DEL PIE Antes de Root: no existian criterios que definieran el pie normal Sólo se identificaban alteraciones exageradas o congénitas (calcaneovalgo, astrágalo vertical congénito...)

12 TEORIA DE ROOT Introduce el concepto de: DEFORMIDADES INTRÍNSECAS DEL PIE - varo y valgo de antepié - varo y valgo de retropié sus movimientos anormales o excesivos nos producen transtornos de las extremidades inferiores y de los pies

13 TEORIA DE ROOT Protocolo (Root. cols.): 1. Determinar si una deformidad intrínseca está presente. 2. Cuantificar el grado de deformidad mediante un goniómetro. 3. Utilizar un molde de yeso para captar el grado de deformidad del pie. 4. Fabricar una ortesis del pie. ORTESIS FUNCIONAL

14 TEORIA DE ROOT Que es una ortesis funcional del pie? 1. Fabricada con cuñas o posteos que están colocados en la parte delantera o trasera de la plantilla en función de la deformidad presente. 2. Así se evita los movimientos excesivos del pie que son causa de patologia Que es una alineación normal del pie? 1. Cuando la bisectriz del calcáneo está en línea o en paralelo con la bisectriz del del tercio inferior de la pierna. 2. El plano de las 5 cabezas metatarsales sea perpendicular a la bisectriz del calcáneo Esto sucede si ASA está NEUTRA

15 TEORIA DE ROOT

16 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 1. Objetivo de sus ortesis: Mantener el ASA en posición neutra en la fase final de apoyo medio de la marcha Root se basa en estudios de autores anteriores a él. Estudios posteriores (Mc Poil y Cornwall) dicen que en condiciones normales el ASA no se encuentra en posición neutra al final del apoyo medio, sino que está en una posición más pronada ( Mc Poil TG, Cornwall MW. Relationship between subtalar joint neutral position and rearfoot motion during walking. Foot Ankle Int 1994; 15:141-5.)

17 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 2. Sigue el modelo de dos ejes de movimiento de la mediotarsiana (descrito por Manter y Hicks) 16 º en plano sagital 42º en el plano transverso

18 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 2. Modelo de dos ejes de movimiento de la mediotarsiana (descrito por Manter y Hicks) Eje medio del ASA Ángulo medio: 16º Eje longitudinal retropié

19 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 2. Modelo de dos ejes de movimiento de la mediotarsiana (descrito por Manter y Hicks). Porque no puede haber la posibilidad de que el ASA y la Mediotarsiana, se muevan en más ejes, en lugar de 2 ejes puros? Esto nos lo dice los estudios de Payne y el de Nester. (Payne CB. The role of theory in understanding the meditarsal joint. J Am Pod Med Assoc 200, 90:377-9); (Nester C, Findlow A, Bowker P. Scientific approach to the asis of rotaton of midtarsal joint. JAPMA, 91 (2): 68-73,2001)

20 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 2. Modelo de dos ejes de movimiento de la mediotarsiana (descrito por Manter y Hicks). Cabe la posibilidad que el ASA i la MT tengan movimiento en más de dos ejes

21 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root 2. Modelo de dos ejes de movimiento de la mediotarsiana (descrito por Manter y Hicks). Por eso, hoy se habla de: TEORÍA DEL HAZ DE EJES (esto lo dicen los estudios cinemáticos Payne y Nester ) Donde esta el error? : posiblemente en que los estudios en que se basó Root estaban hechos en pies de cadaveres en descarga (Manter) y que solo se tuvo en cuenta la art. Talonavicular (Hicks)

22 TEORIA DE ROOT Inconsistencia del modelo de Root Con todo esto no queremos decir que la teoría de Root no sirva para nada, y que las teorías emergentes (Kirby, teoría de stress de los tejidos ) tengan la verdad absoluta Esta inconsistencia del paradigma de Root ha hecho que se planteen nuevos modelos biomecánicos teóricos más o menos coherentes (pero no pueden considerarse protocolos científicos)

23 TEORIA DE ELFTMAN (1960) Sigue los trabajos de Manter La articulación astragalo escafoidea tiene 2 ejes de movimiento La articulació calcáneo cuboidea tiene dos ejes de movimiento No describe el método usado Describe la compleja forma de la articulación astragalo escafoidea i calcáneo cuboidea

24 TEORIA DE ELFTMAN (1960) Escafoides + cuboides sola unidad Si el ASA está pronada aumenta el movimiento tranverso del antepié y el retropié Porqué el eje del ASA es paralelo a todo el eje de la MT Eje del ASA Los dos eje son paralelos Eje de la Mediotarsina

25 TEORIA DE SGARLATO (1971) EO del ASA es una combinación del eje de la art. astragalo escafoidea y calcáneo cuboidea EO del ASA es diferente del EL del ASA El movimiento puede ser sobre el propio eje independiente el uno del otro, pero también puede ocurrir simultáneamente

26 TEORIA DE SGARLATO (mecanismo de cierre) Cuando el eje del ASA esta en posición neutra y el antepié está en máxima pronación, el plano sagital de la superficie plantar del antepié es perpendicular al plano sagital del calcáneo La MT se bloquea con la supinación del ASA y se desbloquea con la pronación del ASA

27 VAN LANGELAANN (1983) Estudia el movimiento de la tíbia, astrágalo, calcáneo, escafoides y cuboides mediante esterefotogrametria de Roetgen. El movimiento transversal del cuboides y el escafoides son muy leves. 10 muestras medidas: rotación total del escafoides respecto al cuboides osciló entre 3,9º y 6,8º de una máxima pronación del ASA y una máxima supinación del ASA

28 VAN LANGELAANN (1983) No tiene lugar ningún movimiento relativo entre el cuboides y el escafoides: el escafoides y el cuboides giran como una unidad en relación al calcáneo Cuando el pie está en carga, el cuboides y el escafoides se pueden modelar formando un único objeto, o un cuerpo rígido (Kirby)

29 VAN LANGELAANN (1983) Eje helicoidal: permite tanto movimientos de rotación + traslación No es simplemente una bisagra.

30 PHILLIPS (1983) > movilidad del antepie cuando el retropié esta evertido. < movilidad del antepié cuando el retropié esta invertido.

31 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis En la actualidad ha cambiado e influido mucho en la en la biomecánica de exploración y tratamiento EEII Se basa en la función adecuada de la ASA El ASA es muy importante para la función normal del pie y esta no puede darse de forma correcta si existen fuerzas patológicas que actúan sobre ella durante la marcha.

32 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis Las fuerzas que actúan sobre el ASA, las cuales producen un movimiento en dirección rotacional sobre su eje, pueden ser generadas externamente mediante fuerzas reactivas del suelo sobre el talón o internamente, mediante la contracción muscular (Ej. Tibial Posterior). Las fuerzas que se generan, actúan en una dirección lineal, siendo las articulaciones del cuerpo las que convierten estas fuerzas lineales en movimientos rotacionales complejos que permiten que la gente corra, ande.... Siendo estas muy numerosas y complejas (y antes de Kirby, no habian sido tratadas ni estudiadas)

33 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis

34 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis Desviación del eje del ASA Las desviaciones posicionales del eje del ASA se han agrupado: 1. Fuerzas reactivas del suelo (FRS) 2. Fuerzas de contracción muscular ALTERAN EL MOMENTO DE FUERZA Nos producen, momentos pronadores o supinadores

35 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis La posición normal del eje del ASA a través del eje transverso (STJA) pasa sobre el primer meta. En un pie con el eje del ASA medialmente desviado, el eje se encuentra en una posición más medial y en un pie con el eje lateralmente desviado, el eje se encuentra más lateral Cuando el eje del ASA, está desviado (ya sea medial como lateral) en relación a las estructuras de apoyo del pie, las relaciones normales de las inserciones musculares extrinsecas del eje del ASA se ven alteradas, ya que las fuerzas internas generadas por la contracción muscular producen momentos de fuerza sobre el eje

36 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis Si las inserciones musculares o poleas oseas, estan en una posición medial al eje del ASA como: TP, Fx largo del Hallux, Fl corto Dedos, Triceps sural, TA contraerse Momentos de supinación Si las inserciones son laterales como los Peroneos o los Extensores Momentos de pronación

37 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis

38 KIRBY (1990). Teoría rotacional del ASA J.Am Podiatry Med Assoc : 1-14 Rotational equilibrium acroos the subtalar joint axis Conclusión: La desviación lateral o medial del eje del ASA produce una alteración durante los momentos de brazo de palanca de estos músculos - la desviación medial, da lugar a un aumento en el momento de los ms que producen pronación y una disminución de los que producen supinación dando un aumento neto de los momentos pronadores ( y al revés).

39 LUNDBERG (1993) Estudio 8 pies de cadaver en carga. Relaciona: la transmisión del movimiento de rotación de la pierna al pie

40 LUNDBERG (1993) Movimiento astragalo-escafoideo > que el calcáneo cuboideo. - forma convexa - bola y zócalo: enartrosi grado de libertad de movimiento

41 Mc Poil y Huson (1995) Teoria de Strees de los tejidos Evaluation and Management of Foot and Ankle Disorders: Present problems and Future Directions. Mc Poil, Hunt CG. JOSFT Volume 21 Number 6 june 1995 Nos permite una cierta flexibilidad para adaptarnos a los procedimientos de evaluación y tratamiento basado en la identificación de los tejidos que están inflamados o dañados por un exceos de tensión mecánica en la zona. La palpación, las pruebas de stress del tejido, la evolución del rango de movimiento y la determinación de la fuerza muscular se incluyen en un amplio esquema de evaluación para determinar el nivel y la magnitud de la inflamación y/o degeneración, y la consiguiente limitación de movimientos de los tejidos a estudio, ya sean tendones, ligamentos, fascia...

42 Mc Poil y Huson (1995) Teoria de Strees de los tejidos Evaluation and Management of Foot and Ankle Disorders: Present problems and Future Directions. Mc Poil, Hunt CG. JOSFT Volume 21 Number 6 june 1995 La curva de deformación por la tensión se compone de dos regiones o zonas: una región elástica y otra región plástica. La zona de separación de las dos regiones es el límite elástico y la zona final es el punto de ruptura

43 HUSON Calcáneo Cuboides Astrágalo Escafoides De forma consecutiva e instantánea eje de movimiento toma la dirección oblícua del eje oblícuo de la ASA

44 HUSON (1996) NEUTRA ASTRAGALO SUPINADO Cuboides Escafoides y Calcáneo fijo Movimiento Calcáneo-Cuboideo

45 PAYNE (2000) El modelo de 2 ejes es un excelente modelo para explicar, enseñar la biomecánica de la mediotarsiana, pero no describe la realidad Una de las ventajas de este modelo es porque explica las múltiples direcciones de movimiento del antepié respecto retropié

46 NESTER ET AL (2001) Los ejes de rotación no son una entidad física o anatómica, pero son unos parámetros cinemáticos que son usados para describir los movimientos de un cuerpo rígido respecto a otro cuerpo rígido.

47 NESTER ET AL (2001) El eje longitudinal y el oblícuo del ASA entran en conflicto con la cinemática de un cuerpo rígido El cuboides y el escafoides se mueven respecto al calcáneo como un único cuerpo rígido en torno a un eje de rotación instantáneo El movimiento de un cuerpo rígido respecto a otro no puede verificarse respecto a dos ejes de movimiento

48 NESTER ET AL (2001) MEDIOTARSIANA MEDIOTARSIANA = cuerpo rígido formado por el escafoides y el cuboides Respecto el astrágalo y el calcáneo

49 NESTER ET AL (2001) El eje de rotación no determina el movimiento en una articulación; más bien, el movimiento determina el eje

50 NESTER ET AL (2001) El movimiento se determina por la interacción compleja entre la: La geometria de las superficies articulares La tensión en la posición de los ligamentos y los músculos La dirección, posición y magnitud de las fuerzas externas

51 NESTER ET AL (2001) Menos conflicto con la cinemàtica El movimiento en 3 planos corporales esta más cerca de los módelos mecánicos de la EEII. Descripción más fácil de los movimientos

52 Kirby (Novembre 2001) Un solo eje de movimiento para la mediotarsiana que esta en continuo movimiento en el espacio. Eje de la mediotarsiana: Haz de ejes instantaneos de rotación que define los patrones de movimiento del escafoides y cuboides, respecto al calcaneo

53 NESTER ET AL (2002) Scopo: hace una valoración estática in vivo del movimiento del escafoides y el cuboides respecto al calcáneo durante la rotación de la pierna a lo largo del plano transversal

54 n: 9, tobillos fijados, los huesos se escanean cinemáticamente en 3 D En el plano sagital: diferencia no significativa entre el escafoides y el cuboides en condiciones de carga de antepié invertido como evertido En el plano sagital: la diferencia si es significativa en el retropié

55 NESTER AND FINDLOW (2006) La mediotarsiana tiene diferente relación en el antepié y el retropié El eje de rotación es descrito en cada instante La descripción de la cinética y de la cinemática de la articulación es definida por X, Y, Z (eje del sistema local de referencia del calcáneo)

56 Kirby (Giugno 2008) La art. MT es mejor valorarla mediante una fuerza variable, pero que no la bloquee o la inmovilice ya que se deforma mucho más si la valoramos respecto la fuerza de reacción del suelo. Un bloqueo de la mediotarsiana no puede proporcionar la capacidad de adaptación instantánea del pie al suelo y tampoco puede el pie deformarse de forma correcta en función de las actividades cotidianas de nuestra vida. El concepto de bloqueo es un concepto impreciso por lo que tenemos que deshecharlo de la terminología podológica

57 Kirby (Giugno 2008) A medida que el antepié se dorsiflexiona, cada vez se aplican más fuerzas plantares de reacción crecientes. La MT debe de ser considerada como un resorte de rigidez variable que permita una carga variable en el movimiento de dorsiflexión del antepié repecto el retropié, dependiendo de la cargas plantares que se producen en el antepié durante las actividades físicas en carga ya sean cotidianas o deportivas

58 Kirby (Giugno 2008) El concepto de Bloqueo de la Mediotarsiana implica que esta se la única articulación del pie que pueda conferir propiedades mecánicas de movimiento y / ó estabilidad de los arcos medial, longitudinal y lateral del pie. Un reciente estudio cinemático ha demostrado que también hay una influencia en el movimiento por la las articulaciones cuño escafoidea, cuño metatarsal y cuboides metatarsal

59 Kirby (2010) Profesor Dr. Kevin Kirby

60 Howard J Dananberg 2009 Estudia la patología del Hallux limitus funcional Establece la Teoria del Plano Sagital Describe que la pronación del pie no se da cuando apoya todo el pie sino cuando se levanta el talón Practica maniobras que desbloquean las articulaciones del pie Juanto a Vasily (podiatra australiano) diseñan una plantilla prefabricada a la que se puede hacer modificaciones in situ y añadir cunas o piezas

61 Howard J Dananberg 2009

62 Howard J Dananberg 2012

63 Phillip J. Vasily 2012 Vasily en 1979 fundó un laboratorio de ortesis en Sydney Sus ortesis actuan sobre la biomecánica postural Colabora con el instituto australiano del deporte Diseña diferentes tipos de plantillas pefabricadas para diabéticos, problemas de primer radio, para talones altos, deportistas.... Tambien sandalias anatómicas Tiene sedes por todo el mundo que distribuyen sus productos

64 Phillip J. Vasily 2010

65 Phillip J. Vasily 2010

66 y la investigación prosigue...

67 Curiosidad antropológica