Mecánica del esqueleto humano: lesiones y factores de riesgo

Introducción a la Biomecánica

Perquè pot servir la biomecânica? uns del principals objectius és millorar l'execució o el rendiment d'un gest esportiu, ja sigui per un tema de rendiment o per millorar les habilitats diàries per tal que siguin sanes. Un altre objectiu serà entendre les causes de les lesions i com es poden prevenir (serà necessari conèixer les propietats biomecaniques dels teixits del cos (os, cartílag, muscul, lligaments i tendons), saber com el cos respon a les carregues mecaniques (a nivell articular i multiarticular). Quan més alt rendiment la distancia entre els beneficis de la salut i del rendiment és més alt, l'objectiu serà reduir-lo.

Que considerem una lesió? discontinuitat o alteració en el teixit, per inflamació o per estirament, que pot arribar a un trencament o discontinuitat d'aquest teixit. En el moment en el qual et lesiones, sempre apareix com a resposta d'una força o una carrega mecanica. (exemple turmell). Per prevenir-ho haurem d'estudiar, les càrregues (quines caract. tenen, direcció, sentit, magnitud i el punt d'aplicació), com afecten les carregues en els nostres teixits, és a dir, haurem de conèixer les caract. dels teixits (ossos, lligaments, tendons, músculs i cartílags), per últim, haurem de tenir en compte altres factors com el material utilitzat o l'entorn.

Clasificación de las Lesiones

Perspectiva Epidemiológica

• Perspectiva epidemiológica-> segons els temps perdut o el temps de recuperació:
• Menor: 1-7 dies.
• Moderat: 8-21 dies.
• Seria: 21 o +.

L'epidemiologia estudia la incidencia, distribució (descriptiva) i els determinants d'una malaltia o lesió per a diferents poblacions (analítica).

Epidemiología Descriptiva

• Incidencia-> nous casos que apareixen durant l'estudi.
• Prevalença-> nombre total de casos durant un període concret.

Epidemiología Analítica y Factores de Riesgo

Analítca: parla dels factors de risc-> els poden classificar en intrínsecs (l'individu, per exemple les malalties, carrega d'entrenament, historial lesions, edat, pes, sexe, características anatomiques, tecnica d'execució, alguns els podem modificar (com que cada cop l'individu tingui més tolerancia de la carrega, una persona entrenada té més capacitat de tolerar la carrega que una no entrenada, marquen així quin és el llindar de la carrega a partir del qual es trenca el teixit) i altres no) o extrínsecs (entorn (superfície, temps) o tasca (per exemple canviar la normativa d'un esport, flag football, els esports de contacte incrementa la possibilitat de lesió, més competició més lesions). El factor de risc parla de probabilitat no és una causa-efecte, si fumes tens més probabilitat de cancer, però hi ha gent que fuma tota la vida i no en te mai. No infereix en la causalitat, indiquen que estadísticament tenir-ne augmenta les probabilitat de patir una lesió.

Gràfic factors intrínsecs i extrínsecs: capturar power, quant més factors extrínsecs i intrínsecs tens més opcions de lesionar-te, en el gràfic faltaria posar percentatges.Llindar quan els factors intrinsecs són molts Molts LESIÓ Factors intrinsecs Llindar quan els factors extrínsecs són molts ZONA SEGURA Pocs Pocs Molts Factors extrinsecs (Fig. modificada a

Perspectiva Clínica

• Perspectiva clínica-> en funció de la quantitat estructural afectada, senyals físics i l'extensió de la disfunció en:
• 1r grau
• 2n grau
• 3r grau

La causa de la lesió sol ser multifactorial i involucra la relació entre els factors intrínsecs, factors extrínsecs i la mecanica de l'acció.

Esquema: · Age · Weather · Inversion of ankle · Sex · Equipment · Direct contact to lateral knee · Anatomy · Surface condition · Previous injury Intrinsic risk Predisposed athlete Extrinsic risks Susceptible athlete Inciting event Injury Load tolerance of tissue Load characteristics Load characteristics Risk factors for injury Mechanism of injury

Els factors intrínsecs (també incloem la tolerancia a la carrega) predisponen a l'atleta a una posible lesió, si afegim els factors extrínsecs i el factor mecanic seria la característica de la carrega el fem susceptible a una lesió, tot i això ha d'haver-hi un moment que incita la lesió.

Ejemplo del Modelo de Meewisse (1994)

• Una jugadora de basquet amb uns isquios debils defensa un jugador més rapid. L'atacant fa una finta i el LCA pateix una distensió.

Primer mirem l'esdevediment que incita, seria la finta de l'atacant. El factor extrínsec seria l'atacant que és més rapid (modificable, podria defensar a un contrincant mes lent). Els factor intrínsec sería els isquios debils (modificable), el sexe (no modificable), hauríem d'haver treballar els isquios.

Conceptos Mecánicos Básicos

Carrega-> una o varies forces externes aplicades a un material.

La resposta d'un objecte a una carrega dependrà de:

Factores de la Fuerza

• Factors propis de la força:
  • Magnitud:
  • Localització:
  • Direcció:

Características Contextuales de la Carga

• Características contextuals:
  • Duracio: no es el mateix aplicar-ho durant 1 segon que durant 1 minut. Si s'aplica durant molt temps, pot provocar una lesió per estrès o sobrecarrega.
  • Ratio: velocitat en la que s'aplica la força. La capacitat d'absorció del teixit pot ser que no absorbeix bé i provoqui una lesió. Si l'aplico molt rapid el material no serà capaç d'absorbir-ho. Exemple de salt: si al caure, per amortiguar acompanyem la caiguda perquè la velocitat disminueixi.
  • Freqüència: quants cops apareix la força, durant la mateixa sessió, del dia a dia, setmanes, etc.

Variabilitat: si estem acostumats a rebre l'impacte d'una manera, el teixit s'adapta, si apareix una carrega diferent i el teixit no està acostumat pot ser que et produeixi una lesio. Per prevenir-ho haurem de variar en l'entrenament.

Tipos de Carga

En base a

• Axial: segueixen l'eix longitudinal del segment. Si hi ha més o menys compressió o tensió dependrà de l'àrea de la secció transversal, la resposta del cos és directament proporcional a l'area transversal. A més àrea menys compressió o tensió hi haurà.
  • Compressió: dues forces es dirigeixen una contra l'altre pressionant el cos.
  • Tensional: dues forces actuen de forma oposada estirant el cos.
• Cisallament: dues forces que passen per diferents punts. Les forces van una contra l'altre però no es troben en la mateixa línia causant que una part del cos es mogui paral·lel a l'altre. Depen de l'area transversal per la que passen les forces. A major àrea menys possibilitat que es modifiqui.
• Flexió: la carrega s'aplica perpendicular a l'eix longitudinal ocasionant que el cos es corbi respecte l'eix. Normalment hi haurà: 3 forces (2 exteriors i 1 interior) o 4 forces (2 exteriors i 2 interiors)

(b) (a)Dependrà de que hi hagi més o menys flexió, de la longitud del cos (a més longitud més fàcil es que flexioni pq hi ha més moment de força, també dependrà de l'àrea, quant més gruixut sigui el cos més costarà de doblegar i per últim l'area del moment d'inèrcia, la resistencia del cos a ser flexionat això dependrà de la quantitat i com està repartida la massa per l'objecte respecte l'eix neutral, per exemple en un cos simètric es localitza en el centre geometric del cos.

Quan es produeix la flexió, la part còncava pateix una compressió i la part convexa pateix tensió.

Compression (a) Tension

• Torsió: és com una carrega rotacional que realitza l'acció al voltant d'un eix. L'efecte d'aquesta càrrega depèn del radi del cos, de la resistencia del cos a girar, això s'anomena moment polar d'inèrcia.
• Curvatura: igual que axial, però les forces no passen per l'eix longitudinal. Per exemple, a nivell de lesions, la columna vertebral o les cames. Depen de la rigidesa del material, de l'àrea del moment d'inèrcia de la base i de la longitud de l'objecte.

• CURVATURAT-3: PROPIETATS MECANIQUES.

Propiedades Mecánicas

Força: la maxima carrega que un cos pot suportar abans de fallar.

Gràfic F(N)-L(mm) ??

Toe region Elastic region Plastic region Ultimate strength Yield point Force Strain energy Stiffness 1 Deformation

Zona basal: FALTA QUE ES Zona elastica: si estires el material encara pot tornar a la longitud inicial. Resposta lineal de la deformació davant la carrega. Zona plastica: el material ja ha rebut una deformació que queda per sempre.

Quan apliquem la Fmax dividirem els materials entre debils (es trenquen amb més facilitat) i els forts.

Quan un objecte es pot deformar molt es diu que és molt dúctil (no vol dir que elàstic), en canvi un objecte que es pot deformar poc és fragil.

Stiffness: quanta força he de fer per deformar el material. Es pot calcular en la pendent de la zona elastica per que la pendent es constant. Hi ha materials mes o menys rigids. S = - A mesura que incrementa el valor de l'equació més rigidesa.

Compliancia: quants metres deformo amb 1N. Si l'objecte és molt compliant tindrà poc stiffness.

Duresa: És la quantitat d'energia que pot absorbir un cos sense trencar-se, un cos pot ser tou o dur. L'area que hi ha sota la corba. Es mesura en J perquè és energia.

Per aplicar tot això en un tipus de material concret, relativaritzarem la longitud amb la longitud original, la força amb l'area, amb això calcularem l'estrés, la força que pot aguantar per l'area (F/àrea). La deformació relativa: Il;/ ... El modul de Young: Estrés/deformitat. Densitat de l'energia de deformació: Energia/àrea

Propiedades Viscoelásticas

• Tensió-relaxació: quan la deformació relativa (strain) es manté constant durant un període de temps l'estrès disminueix. Quan estiro el múscul durant un temps, el múscul va cedint i cada cop costa menys.

No arribarà mai a 0.

Deformació Càrrega Temps

• Creep: quan el que mantenim constant durant un període de temps és la tensió podem veure com augmenta la deformació relativa.

Deformació Càrrega Temps

• Histèresi: diferencia entre les corves d'stress-strain (F-deformació) durant l'aplicació de la carrega i durant la retirada de la carrega. Quant més stifness tingui el material menys histèresi tindrà.

Force Deformation

• Dependencia de la deformació a la velocitat aplicada: quan incrementem la velocitat d'aplicació de la força s'incrementa la força que pot resistir, s'incrementa I'stiffness (perquè la pendent serà més empinada) i també s'incrementarà l'àrea de sota la corba i per tant la duresa.