BIOMECÁNICA DE LA RODILLA

Avila Gonzalez RodrigoGonzalez Garcia Adriana Monserrat

Masetto Granados Juan CarloGomez Martinez Ricardo Arturo

Martinez del Valle ErnestoSumano Pérez Leticia Jazmin

★ Identificar función e importancia de ésta estructura.★ Analizar sus componentes articulares (tibiofemoral y

patelofemoral), músculos, huesos y ligamentos.★ Relación cinética y cinemática de la rodilla.★ Medición de rangos de movimiento en paciente.

(Práctica)★ Plantear consideraciones mecánicas de las lesiones en

la rodilla.

OBJETIVOS:

- Elemento fundamental y necesario para la cadena cinética de la extremidad inferior.

- Permite:MarchaCarreraSubir o bajar escalerasArrodillarseSentarse

Su compleja anatomía le permite conjugar dos cualidades:

MOVILIDAD Y ESTABILIDAD

- Articulación bisagra diartrodial.- Es la articulación más grande y compleja del

cuerpo humano.- Debido a su estructura es muy vulnerable en

atletas y no atletas.

Formada por:Fémur

TibiaPeronéRótula/ Patela

RANGOS DE MOVIMIENTO

RODILLA

MOVIMIENTO PLANO GRADOS DE MOV. MÚSCULOS MOTORES PRINCIPALES

FLEX SAGITAL 0-135º Popliteos (biceps crural, isquiotibiales)

EXT SAGITAL 135-0º Cuadríceps

ARTICULACIÓN TIBIOFEMORAL

ESTRUCTURA ÓSEA Los cóndilos femorales son dos superficies

convexas que se van a articular y deslizar sobre la meseta tibial.

Los radios de curvatura de los cóndilos y de los platillos correspondientes no son iguales por lo que existe una discordancia de las superficies articulares: Restablecimiento de la congruencia articular a cargo de los meniscos.

Las espinas tibiales junto con las concavidades de la meseta interna constituyen la estabilización ósea de la rodilla.

MENISCOS

Son fibrocartílagos (parecidos al tejido de la oreja) en forma de semiluna.

➔ Rellenan los espacios comprendidos entre ambas superficies articulares

➔ Poseen la función de estabilizar la articulación

➔ Sirven de “tope” para los movimientos exagerados de la misma

➔ Absorben el impacto de choque entre las superficies articulares

¿Cómo se lesionan los meniscos?Se lesionan con movimientos de rotación del cuerpo cuando el pie está fijo en el suelo. Esto pasa, por ejemplo, cuando el jugador de básquet o fútbol

rota todo el cuerpo con un pie fijo en el suelo-

En pacientes de más de 50 años las lesiones de menisco pueden ser degenerativas y ocasionarse con traumatismos mínimos.

Signos de lesión en los meniscos:- Dolor agudo en la rodilla

- Inflamación - Dificultad para flexionar

- Bloqueo para moverla

ESTRUCTURA CAPSULOLIGAMENTOSAFormado por un pivote central y unas estructuras

periféricas laterales y posteriores (función estabilizadora).

- Ligamento cruzado anterior- Ligamento cruzado posterior- Ligamento lateral interno- Ligamento lateral externo

SISTEMA MUSCULAR

Función: Propulsar la movilidad activa y ajustar las superficies articulares.

1. Cuadríceps2. Sartorio3. Recto interno4. Semitendinoso

5. Semimembranoso6. Bíceps crural7. Popítleo

CUADRICEPSSu función es la de extensor de la rodilla. Controla de forma pasiva la flexión.Actúa como antagonista de los isquiotibiales y de la gravedad.

SARTORIO Actúan como flexores de la rodilla.Tienen una potencia entre 4 a 10 veces mayor que la que desarrollan como rotadores internos de la tibia.Asisten dinámicamente a las estructuras mediales y al cruzado anterior al oponerse a la rotación externa y al desplazamiento anterior de la tibia.

RECTO INTERNO

SEMITENDINOSO

SEMIMEMBRANOSO

Actúa como potente flexor.Controla la extensión como antagonista del cuadríceps.Contribuye a la rotación interna tibial.Actúa como agonista del cruzado anterior al impedir el desplazamiento anterior de la tibia.

BICEPS FEMORAL

Flexor.Rotador externo de la tibia.

POPLÍTEO Rotador interno de la tibia bajo el fémur.Escaso poder flexor.Acción junto con el cruzado posterior al empujar la tibia hacia adelante.

CINEMÁTICA

La rodilla presenta movilidad en los 3 planos del espacio:

•SAGITAL

•FRONTAL

•HORIZONTAL

Flexo-extensión

•En el plano sagital.

•Flexión activa: 140°

•Flexión pasiva: 160°

•Hiperextensión: 15°

EXTENSIÓN

•La rodilla se encuentra estabilizada por el autoatornillamiento, el enrosque y tensión de los ligamentos cruzados, por la tensión de las estructuras laterales y posteriores y por la acción del cuadriceps.

•Hay mejor coaptación del fémur sobre la tibia con la ayuda de ambos meniscos

•Favorece la transmisión de fuerzas de compresión y estabilidad.

FLEXIÓN

•Es necesario que además del movimiento de rodadura, exista un movimiento de deslizamiento.

•La rodadura simple se produce en el cóndilo interno en los primeros 10° de flexión y en el cóndilo externo en los primeros 20°.

•Para el control tienen que trabajar los ligamentos cruzados y las estructuras óseas.

ROTACIÓN

•A partir de 20° de flexión puede producirse una rotación libre que aumenta hasta los 60°.

•La rotación tibial activa alcanza 30° de rotación externa y 10° de rotación interna.

•Entre 60° y 90° de flexión, la rotación activa permanece estable y vuelve a decrecer a partir de 90°.

CINÉTICAESTACIÓN BIPODAL

•El peso soportado por ambas rodillas es proporcional al segmento del cuerpo que se encuentra por encima de ellas.

•Ambas rodillas: 85,6%

•Cada rodilla: 43%

ESTACIÓN MONOPODAL

•La carga soportada por la rodilla es la misma que en situación bipodal más el peso de la extremidad contralateral.

•La fuerza es transmitida al suelo a través de la rodilla.

ESTACIÓN MONOPODAL

•Se crea un momento varizante que hará girar a la rodilla hacia afuera.

•Para neutralizar este movimiento se aplica fuerza muscular en sentido contrario.

DEFORMIDADES

Cuando la rodilla presenta algún tipo de deformidad axial el resultado es la sobrecarga mecánica de un comportamiento articular.

•GENU VARO•GENU VALGO

GENU VARO

•Se aleja del centro de la rodilla y el

resultante R se desplaza hacia

adentro.

GENU VALGO

•El resultante R se acerca al centro de la rodilla.

•El fémur bascula sobre la tibia en la rodilla se traduce un aumento de R que se desplaza hacia afuera.

EQUILIBRIO EN PLANO SAGITAL

•Posición ligera de flexión: su vertical de centro de gravedad pasa por el antepié.

•En esta situación el peso del cuerpo flexiona la pierna sobre el pie.

EQUILIBRIO EN PLANO SAGITAL

•El peso del cuerpo tiende a bascular la pelvis hacia adelante siendo equilibrada por los isquiotibiales.

•La tracción de los gemelos flexionan la rodilla.

•El cuádriceps mantiene el equilibrio por delante de la rodilla.

ARTICULACIÓN PATELOFEMORAL

Biomecánica de la articulación patelofemoralLos componentes óseos de la articulación patelofemoral son dos:

- Tróclea Femoral: compuesta por la cara anterior de los cóndilos femorales que presenta una estructura asimétrica, el cóndilo externo tiene menor altura que el interno y diferente forma para adaptarse a la rótula

- Rótula: La rótula es un hueso sesamoideo incluido en el aparato extensor de la rodilla. Presenta una forma triangular con dos carillas articulares también asimétricas

Este encaje que hace la forma triangular de la rótula en la tróclea femoral contribuye a la estabilidad de la articulación de la rodilla

Cinética La rótula tiene dos funciones biomecánicas importantes.

Por un lado ayuda a la extensión de la rodilla al aumentar el brazo de palanca de cuadriceps a lo largo de todo el arco de movimiento.

El brazo de palanca esta constituido por la perpendicular que va desde el tendón rotuliano hasta el centro de giro de la articulación tibiofemoral

- El aparato extensor de la rodilla está formado por el cuadriceps, la rótula y el tendón rotuliano. Este conjunto debe considerarse como unidad funcional y tanto cuadriceps como tendón rotuliano sirven para mantener la rótula en posición.

La segunda función biomecánica de la rótula consiste en permitir una mejor distribución de las fuerzas de compresión sobre el fémur ya que aumenta la superficie de contacto entre este y el tendón rotuliano.

Cinética patelofemoral

Desde los trabajos de Kummer (1962) se conoce bien el análisis físico de las fuerzas ejercidas sobre las rodillas en el plano sagital. En este plano sobre la rótula actúan dos fuerzas:

- Cuadriceps- Tendón rotuliano (sentido opuesto)Con la rodilla en extensión, ambas

fuerzas se neutralizan

Cuando la rodilla inicia una flexión crea una fuerza que aplasta la rótula contra el fémur, a medida que aumenta la flexión, también aumenta esta fuerza resultante.En una marcha en terreno llano, la fuerza de reacción en la articulación patelofemoral es aproximadamente la mitad del peso corporal. Pero con flexiones de 90° incluso puede soportar fuerzas de hasta el triple del peso corporal.

Tipos de Rótulas.

Hay tres tipos de rótulas, se dividen por tamaño según la superficie articular que representan.

- De 9 cm. Pequeñas.- De 12 cm. Medianas.- De 16 cm. Grandes.

Cinematica

En el movimiento de flexoextensión de la rodilla en plano sagital, la rótula sufre un desplazamiento de arriba a abajo alrededor de 7 cm sobre la tróclea femoral.

Hay que destacar que en ningún momento del recorrido la rótula presenta toda su superficie de contacto al fémur, esta se desplaza del tercio distal de la rotula en extensión al tercio proximal en flexión

MECANISMO DE TRABA DE LA RODILLA

Cuando la rodilla está extendida al máximo en la postura erecta normal, la línea de

gravedad cae delante del punto de contacto tibiofemoral de modo que la rodilla se

mantiene en extensión por influencia del torque gravitacional.

Dada la disparidad en los diámetros de los cóndilos medial y lateral del fémur de los respectivos meniscos,

se requiere la contracción constante del cuádriceps para causar rotación externa del fémur sobre la tibia.

Esta rotación hace que el fémur se asienta más en los meniscos en lo que se ha dado en llamar movimiento de

“atornillado”

CONSIDERACIONES MECÁNICAS DE LAS LESIONES EN LA RODILLA

Los esguinces de la rodilla ocurren por movimientos que exceden los límites normales de la articulación. Cuando se les fuerza más allá de esta restricción natural, los ligamentos pueden estirarse tanto que se exceda su límite de elasticidad.

De manera que queda una deformación permanente de los ligamentos cuya magnitud depende de una fuerza aplicada.

TRIADA INFELIZEs una lesión que afecta al mismo tiempo al ligamento cruzado anterior y al menisco medial, es muy común en los atletas.

Este tipo de lesión se observó durante las simulación de impactos laterales.

Un factor anatómico que predispone al individuo a la luxación patelofemoral es un ángulo Q anormal.

El ángulo Q es la desviación entre la línea de tracción del cuádriceps crural y el ligamento patelar.

Se suele medir como el ángulo comprendido entre la línea que va desde la espina iliaca anterosuperior hasta el centro de la rótula y la línea que va desde el centro de la rótula hasta la tuberosidad tibial. se considera normal un ángulo Q de 10º

LUXACIÓN TIBIOFEMORAL

Puede ocurrir en cualquier dirección, pero es más común hacia adelante y se asocia con una fuerza que causa hiperextensión de la rodilla.

LUXACIÓN POSTERIOR DE LA RODILLA

Se debe a un impacto directo en la cara anterior de la tibia estando la rodilla semiflexionada.

Esta fuerza hace que la tibia sea propulsada hacia atrás, de modo que se rompe el ligamento cruzado posterior y la porción posterior de la cápsula articular.

LUXACIÓN LATERAL

Ocurre cuando la tibia es desplazada hacia afuera en relación con el fémur, de modo que se dañan las partes medioposteriores de la cápsula y los cruzados.

LUXACIÓN MEDIAL

Se debe a una fuerza aplicada en la canilla desde el lado lateral hasta el medial. Esta fuerza desliza la tibia hacia adentro con respecto al fémur y rompe el ligamento colateral lateral, los cruzados y la parte posterior de la cápsula.

LESIÓN DE MENISCO MEDIAL

cuando el ligamento colateral se resiente como consecuencia de una fuerza orientada de afuera hacia adentro la distancia entre el fémur y la tibia aumenta de modo que el esfuerzo incide sobre sobre el menisco medial en el sitio donde está unido al ligamento colateral

LESIÓN DE MENISCO LATERAL

Tiene la forma de una O, es menos frecuente que el medial, pero es más susceptible al daño por uso excesivo que a un macrotraumatismo agudo

CALAMBRE DE CANILLAS

Podría deberse a un compromiso vascular secundario a una presión compartimental aumentada y también a un esfuerzo indebido que ocasiona periostitis, fractura de

estrés y hasta fractura completa. se dice que estos sonepidémicos en las bailarinas.

en las bailarinas de ballet el sitio de dolor esta en la cara anterolateral de la pierna y a lo largo de la porción proximal del músculo tibial anterior

en los corredore se suele sentir a lo largo de la cara posteriormedial de la pierna

BIBLIOGRAFÍA

● Philip J, Mark D, Robert J, John G. Kinesiologia y Anatomia Aplicada. Philadelphia USA: El Ateneo; 7a edición; 1991.

● Viladot A. y colaboradores. Lecciones básicas de biomecánica del aparato locomotor. Barcelona: Masson; 2001.