Biomecanica de La Rodilla

Universidad Metropolitana de Ciencias de la Educación Departamento de Artes y Ed. Física. Kinesiología.

“Biomecánica

de la

rodilla” Asignatura: DIKME 1. Profesor: Mauricio Venegas. Fecha: 16/04/2012. Integrantes: Verónica Cisternas. Juan Monardez Isla. Marcelo Tapia.

BIOMECANICA DE LA RODILLA

La rodilla se compone de las articulaciones femorotibiales medial y lateral, además de la articulación femororrotuliana. La rodilla tiene movimientos en 2 planos: flexión  – extensión (plano sagital) y rotación interna  – externa, muy insignificante (plano horizontal). La estabilidad de la articulación de la rodilla se basa sobre todo en sus tejidos blandos, dado que la configuración ósea no es muy estable en si misma (los enormes cóndilos femorales articulan con las superficies casi planas de los platillos tibiales).

Artrología: La diáfisis femoral se angula ligeramente medial en su descenso hacia la rodilla, lo cual se debe al ángulo natural de 125° de inclinación natural del fémur. Mientras tanto, la superficie articular de la Proción proximal de la tibia se orienta casi horizontalmente, lo cual provoca que la rodilla forme un ángulo en su lado lateral de unos 170° - 175°. Este alineamiento normal de la rodilla es lo que conocemos como valgo de rodilla. La capsula articular envuelve las tres articulaciones que componen a la rodilla; la porción anterior de la capsula se inserta en los bordes de la rótula y el ligamento rotuliano, siendo reforzada por el cuádriceps y el retináculo de la rotula. La porción lateral de la capsula es reforzada por el ligamento colateral lateral, por fibras del retináculo de la rótula y por la cintilla iliotibial. La capsula posterior está reforzada por los ligamentos poplíteo oblicuo y poplíteo arqueado. La porción posterolateral de la capsula fibrosa se refuerza con el ligamento poplíteo arqueado, el colateral lateral y el músculo poplíteo; la capsula medial es muy amplia y cubre toda la zona posteromedial y anteromedial de la rodilla, y se refuerza con el ligamento colateral medial. Las articulaciones femorotibiales se forman por la unión entre los grandes y convexos cóndilos femorales con los casi planos platillos tibiales; la gran área superficial de los cóndilos femorales permite un movimiento amplio en el plano sagital. Sobre estos platillos tibiales se encuentran dos meniscos articulares, los cuales transforman estas superficies casi planas en superficies un poco más cóncavas.

Osteocinemática: La rodilla posee 2 grados de movimiento: flexión  – extensión y rotación interna  – externa. Flex

 – 

ext.: Se identifican 130-140° de flex. y hasta 5-10°de hiperextensión. El eje perlateral de estar

articulación no es fijo, sino que se mueve en conjunto con el desplazamiento de los cóndilos femorales. Esto último tiene implicaciones biomecánicas tales como alterar la longitud del brazo de palanca del momento interno de los músculos flexores y extensores, lo cual explica por qué el momento interno durante esfuerzos máximos varía según la amplitud del movimiento. Rotación int  – ext.: ext.: Una rodilla en flexión de 90° permite unos 40  – 50° de rotación total (por lo general la

rotación externa es mayor que la interna). Durante la extensión completa, este movimiento está ausente, dado que la rodilla se bloquea por la tensión pasiva de los ligamentos estirados y por el aumento de la congruencia ósea de la articulación.

Artrocinemática: Extensión activa: En la extensión de la tibia sobre el fémur, la superficie articular de la tibia rueda y desliza hacia anterior sobre los cóndilos femorales. En una extensión de fémur sobre la tibia, los cóndilos femorales ruedan hacia anterior, pero deslizan hacia posterior. Flexión activa: En la flexión de tibia sobre el fémur, la superficie articular tibial rueda y desliza hacia posterior sobre la superficie de los cóndilos femorales. En una flexión de fémur sobre tibia, el rodar es hacia posterior mientras que el deslizar hacia anterior.

Ligamento cruzado anterior y posterior : al actuar juntos oponen resistencia a todos los movimientos extremos de la rodilla. Ofrecen la mayor resistencia a las fuerzas de cizallamiento anteroposterior entre tibia y fémur. Ayudan a guiar la artrocinemática de la rodilla. Ligamento cruzado anterior (LCA): posee dos fascículos; posterolateral (componente principal) y

anteromedial, este ligamento junto con lig. Colaterales y músculos isquiotibiales ayudan a estabilizar la rodilla extendida o casi extendida. Una prueba sencilla de de exploración corriente y sencilla sencilla de la integridad del LCA es la prueba del cajón anterior (ejercer tracción anterior sobre la pierna con la rodilla flexionada unos 90°). Muchas lesiones del LCA es su estiramiento a alta velocidad cuando está sometido a tensión, así mismo en la hiperextensión excesiva de la rodilla mientras el pie esta fijo en el suelo. fascículos uno anterior (anterolateral) (anterolateral) que forma el volumen el Ligamento cruzado posterior (LCP): posee dos fascículos cual se tensa en los extremos de la flexión

y otro posterior más pequeño (posteromedial); (posteromedial); hay dos dos

componentes accesorios ligamento meniscofemoral anterior o posterior. El LCP se tensa por contracción músculos isquiotibiales y el deslizamiento posterior de la tibia. Otra función es limitar grado de traslación anterior del fémur sobre la tibia fija. Una prueba sencilla de exploración y sencilla de la integridad del LCP es la prueba de cajón posterior (empujar la pierna en sentido posterior con la rodilla flexionada 90°) junto con la observación en donde la tibia se hunde posteriormente contra fémur. La lesión más habitual son caídas sobre rodilla en hiperflexión, traumatismo pretibial (lesión por golpe con el salpicadero), hiperextensión. Interacción de músculos y articulaciones

El musculo cuádriceps cuádriceps y su tendón, la rotula que aumenta el brazo de palanca y el ligamento rotuliano suelen describirse como el mecanismo extensor del a rodilla. La rotula desplaza el tendón del cuádriceps en sentido anterior, con ello aumenta el potencial del momento del cuádriceps. En muchas actividades el momento momento externo (flexor) es producto producto de la carga externa a desplazar por su brazo de palanca, mientras que el momento interno (extensor) es producto de la fuerza del cuádriceps multiplicada por el brazo de palanca.

La magnitud de los momentos externos varían según como se extiende la rodilla, durante extensión de la tibia sobre fémur el brazo de palanca del momento externo del peso de la pierna aumenta de 90° a 0° de flexión de rodilla, mientas que en extensión del fémur sobre la tibia, el brazo de palanca del peso de la parte superior del cuerpo decrece de 90 a 0° de flexión de rodilla. El momento máximo de extensión de rodilla suele ser entre 46 y 60° de flexión, el momento de esfuerzo máximo de extensión se mantiene al menos en 90% de máximo entre 80 y 30° de flexión. Este recorrido articular de 50° del cuádriceps se emplea en actividades que incorpora la cinemática del fémur sobre la tibia (ej. Subir un escalón alto). Existe una coincidencia biomecánica en el potencial de momento interno del cuádriceps durante los últimos 45-60° de extensión del fémur sobre la tibia.

Articulación femororrotuliana: Existen dos factores interrelacionados que aumentan la fuerza de compresión, el aumento de las demandas de fuerza fuerza sobre el musculo cuádriceps cuádriceps y de la flexión de rodilla. En una sentadilla la presión (fuerza / superficie) es máxima entre 60  – 90° de flexión, el área de contacto también es máxima entre 60- 90 de flexión; esta área de contacta ayuda a dispersar las fuerzas. La línea de fuerza general del cuádriceps tiende a ejercer tracción sobre la rotula en sentido superior y lateral respecto a su ligamento, el grado de tracción lateral ejercido por el cuádriceps se llama ángulo Q.

Músculos flexores-rotadores flexores-rotadores de la rodilla. Los músculos flexores de rodilla son los isquiotibiales, sartorio, grácil y poplíteo. Estos músculos tienen 3 fuentes de inervación: femoral, obturador y ciático. Los tres isquiotibiales biarticulares son extensores de la cadera muy eficaces, sobre todo en el control de la posición de la pelvis y el tronco sobre el fémur. Además los isquiotibiales mediales rotan internamente la rodilla, mientras que el bíceps femoral la rota externamente. Al tener una rodilla flexionada entre 70° a 90° y extenderla gradualmente, el punto de pivote de la extremidad inferior al rotar se desplaza de la rodilla a la cadera. En extensión completa, la rotación disminuye ya que la rodilla se bloquea mecánicamente y la mayoría de los ligamentos se tensan. La tensión activa de los músculos de la pata de ganso opone resistencia a la rotación externa y a la tensión en valgo de rodilla. Una función de los isquiotibiales es frenar el avance de la tibia en la part e final de la fase de oscilación, además por su acción excéntrica, reduce el impacto de la extensión completa de la rodilla. Las demandas musculares para controlar los movimientos femurotibiales son mayores que los ocupados en la articulación tibiofemoral. El momento flexor máximo se obtiene en extensión completa y desciende a medida que la rodilla se flexiona, los músculos producen el mayor momento flexor de rodilla cuando están elongados por completo, la flexión de cadera para elongar los isquiotibiales favorece un mayor momento flexor de rodilla. Con relación al momento máximo de rotación interna, este al tener la cadera y rodilla flexionadas solo unos 20º supera el momento de rotación externa en un 40%.

Los momentos internos producidos mediante activación excéntrica o isométrica son mayores que los que se producen en contracción concéntrica. Los momentos musculares producidos concéntricamente declinan a medida que aumenta la velocidad de contracción. El declive del momento máximo se produce durante las contracciones concéntricas de los extensores y flexores de la rodilla, y los momentos máximos se mantienen en esencia constantes durante el aumento de la velocidad de activación excéntrica. La extensión de cadera y rodilla impulsan el cuerpo hacia delante o arriba, mientras que la flexión de la cadera y la rodilla adelanta o hace balancear la extremidad inferior. Estos movimientos se controlan con la sinergia de los músculos monoarticulares y biarticulares. Al extenderse la cadera y rodilla, los músculos vastos aumentan indirectamente la fuerza de extensión coxofemoral al reducir la velocidad de contracción del musculo semitendinoso. El poderoso glúteo mayor monoarticular aumenta la fuerza de extensión de la rodilla al extender la cadera, esta fuerza estira el recto femoral activado. La interdependencia entre los músculos extensores de la cadera y la rodilla permiten un desarrollo de fuerza muy eficaz. La debilidad de los músculos vastos puede dificultar la extensión de la cadera, mientas que la debilidad del glúteo mayor puede dificultarla extensión de la rodilla.

Patologías. Genu varo con osteoartritis unicompartimental de la rodilla.

Como el talón suele golpear el suelo justo lateral a su línea media, la fuerza de reacción del suelo resultante pasa justo medial a la rodilla, por esto se crea un momento varo neto a cada paso. Por esta razón las fuerzas de reacción del suelo durante la marcha suelen ser mayores en el compartimiento medial, esto puede generar un desgaste excesivo del compartimiento medial, que finalmente deriva en osteoartritis unicompartimental, por esta misma razón también se producirá un genu varo Genu valgo excesivo.

Alineamiento anormal de ambos extremos de la extremidad inferior, existe un debilitamiento del ligamento colateral medial. La bipedestación con una deformidad en valgo de unos 10º más de lo normal dirige la mayor parte de la fuerza articular hacia el compartimiento lateral. Genu recurvatum.

Se genera por una hiperextensión de más de 10º. La causa primaria es un momento extensor de la rodilla crónico y potente que termina por sobreestirar las estructuras posteriores de la rodilla. El momento extensor tan poderoso puede tener su origen en un escaso control postural o en una enfermedad neuromuscular que cause espasticidad del cuádriceps y/o parálisis de los flexores de la rodilla.