viernes, 12 de febrero de 2016

1ª Ley de Newton, brazos de palanca y EMG

0-. INTRODUCCIÓN

¿Qué ocurre si un músculo, pese a tener fuerza suficiente para el control de una articulación se activa tarde? ¿Cómo podemos usar la primera ley de newton (inercia), los brazos de palanca y la electromiografía para mejorar el control articular de un paciente?

¿Qué es la contracción muscular?  La contracción muscular es un conjunto de fenómenos que en rasgos generales comienzan con un estímulo de tipo sensitivo, ejemplo: se nos lanza un peso hacia la  mano derecha y queremos cogerlo, éste es nuestro estímulo ejemplo. Este estímulo va a generar una señal, que viajará a través de una vía nerviosa (ascendente) hacia el cerebro donde se integrará esta información y se elaborará una respuesta que viajará a través de otra vía nerviosa (descendente) llevando la respuesta a la musculatura de la mano y brazo, como es nuestro caso, produciéndose la contracción muscular y como resultado: no se cae el peso cuando lo cogemos ( ver figura 1 ).
Figura 1. Esquema del proceso contracción muscular.
Si un músculo, pese a tener fuerza, se activa tarde  debido a un problema en el paso del estímulo al cerebro, en la elaboración de la respuesta o en la transmisión de ésta hacia el músculo donde se va a llevar a cabo la acción  lo activará posteriormente a lo que se requiera, causando como en el caso del ejemplo caída del peso. La resistencia que el peso ejerce es mayor que la fuerza que ejerce el músculo/los músculos en sentido opuesto, el brazo de palanca no funciona.

Diferentes tipos de pacientes pueden encontrarse con estas situaciones-problemas: caso por ejemplo de pacientes con lesión medular, cerebral  o pacientes con largos periodos de inmovilización  donde no hay un control total  sobre la función muscular. Como fisioterapeutas nos planteamos ayudar a este tipo de pacientes a recuperar el control sobre su musculatura. En nuestro caso hacemos uso de principios básicos de la física: La primera ley de Newton, los brazos de palanca junto con la electromiografía.


I-. 1ª LEY DE NEWTON

¿Que entendemos por primera ley de Newton? La primera ley de Newton o ley de la inercia, nos dice que un cuerpo en ausencia de fueras externas, o cuando las fuerzas externas se compensan, se mantiene en reposo, y solo la aplicación de fuerzas externas a él pueden alterar este estado de reposo. Este mismo principio puede ser usado para el trabajo con pacientes que presentan problemas de control muscular y articular (ver video adjunto).



II-. TRABAJO DEL PACIENTE: ¿ES CORRECTO? ¿AUMENTA?

¿Cómo saber si el trabajo que un paciente realiza con el/los musculo/s de interés es correcto y durante la terapia aumenta progresivamente ? Aplicamos la electromiografía (EMG ) a la terapia. La EMG es una técnica que nos da idea de la actividad muscular mediante aplicación de sensores sobre la musculatura en estudio (caso de la electromiografía superficial) , ver figura 2,  evitamos interacciones musculares y zonas entre dos músculos para la colocación de los mismos.

Figura 2: Esquema  de la EMG (electromiografía) sobre músculo biceps

Un músculo sano sobre el que se tiene un control normal sobre la musculatura dará lugar a una curva ascendente de señal en EMG durante su activación. Un músculo afectado por algún tipo de problema neuromuscular responderá de forma diferente al patrón estándar.

El objetivo de este trabajo es proponer métodos para el conseguir recuperar  el nivel de conciencia, activación y la secuencia temporal durante el trabajo muscular de un paciente con alguna de las afecciones nombradas.


III-. ESTRATEGIAS DE TRATAMIENTO.

Proponemos tres diferentes estrategias :

1- Movimientos pendulares de Codman:  

Son movimientos pendulares  empleados principalmente en  problemas musculares y articulares del hombro.

Problema tipo : Inmovilización larga del hombro… ¿Cuál es el fundamento de esta técnica? Pedimos al paciente que deje el hombro relajado, si el paciente puede mantenerse de pie durante largo tiempo lo dejamos en esta posición, pero con el otro brazo apoyado sobre una camilla para evitar que se canse (Modo 2: imágenes 3,4 y 5 ) ; la otra opción es colocar al paciente tumbado en una camilla (boca abajo) , con el brazo fuera y relajado (Modo 1: imágenes 1  y 2 ). En ambos casos  el brazo se encuentra en reposo, solo actúa  sobre él la fuerza de la gravedad,  cumple la primera Ley de Newton. Colocamos al paciente los sensores de EMG superficial sobre la musculatura del hombro ( manguito rotador), y desestabilizamos el estado de reposo del brazo aplicando una fuerza externa , esta fuerza provocará movimiento pendular en el hombro hasta volver a la posición de reposo de nuevo. ¿Cómo podemos aumentar paulatinamente el esfuerzo del paciente? Hacemos que el paciente sujete pesos cada vez mayores…vamos midiendo la actividad muscular durante el tratamiento usando los sensores eléctricos previamente colocados.

a) Modo 1: Camilla:
Movimiento pendular de Codman aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, realizado en camilla con peso ligero.
Movimiento pendular de Codman aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, realizado en camilla con peso pesado.
b) Modo 2: En bipedestación:

Movimiento pendular de Codman aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, realizado en bipedestación con peso ligero.
Movimiento pendular de Codman aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, realizado en bipedestación con peso pesado.
Movimiento pendular de Codman aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro, circunducción, realizado en bipedestación con peso ligero y pesado.

2- Ejercicios de resistencia máxima (método kabat de facilitación neuromuscular propioceptiva).

En un paciente con lesión medular,  la parte afectada de su cuerpo permanecería en reposo absoluto debido a su lesión, cumple la ley de Newton de la inercia si ésta está en reposo. Nosotros como terapeutas, vamos a realizar movilización de la parte afectada en una determinada dirección , tras esto aplicamos cierta resistencia sobre la parte movilizada pidiendo al paciente que realice la misma acción que nosotros hicimos sobre él, pero en dirección opuesta venciendo nuestra resistencia. La resistencia dependerá del estado del paciente, conseguiremos que poco a poco el paciente sea consciente de la activación muscular tanto agonista como antagonista . La actividad y el tiempo de activación lo controlaremos de forma similar al anterior, usamos EMG de superficie durante la terapia. La resistencia aplicada puede ser manual o mediante el uso de sistemas con poleas. Indicamos varios ejemplos en las imágenes siguientes, ver imágen 6:


Movimiento del método Kabat aplicado a la musculatura del manguito de los rotadores de la articulación del hombro.

3- Ejercicios de desestabilización-balanceo:   

Empleado en pacientes con lesión medular , mínima coordinación y control muscular. Colocamos al paciente sobre una plataforma desestabilizadora, inicialmente  en reposo, cumple la primera ley de Newton. Se procede a mover al paciente desde su posición de equilibrio pidiéndole que vuelva a la posición inicial para lo cual tendrá que activar su musculatura, ver imágenes 7 y 8. El modo y la fuerza con la que desestabilizamos irá en aumento dependiendo del avance del paciente. Pueden realizarse desde posterior a anterior ( o viceversa) e incluso laterales dependiendo de la zona a trabajar.  Se realizará al igual que el resto de ejercicios midiendo la actividad muscular en superficie durante todo el proceso.

Movimiento de desestabilización aplicado para mejora de la coordinación de musculatura de tronco y extremidades inferiores.

Movimiento de desestabilización lateral aplicado para mejora de la coordinación de musculatura de las extremidades inferiores

IV-. FINALIDAD DEL TRATAMIENTO

¿Cuál es el fin de estas terapias aplicadas? Queremos conseguir que el paciente con lesión medular y como consecuencia con pérdida de control sobre su actividad muscular  y por tanto articular recobre  esta. La electromiografía nos aportaría datos como los que se observan en la figura:

Electromiograma normal y patológicos
Cuando comparamos el electromiograma inicial del paciente con uno normal vemos que hay dos posibles casos, en ambos la contracción muscular no ocurre en el momento adecuado debido a la lesión  pero incluso ocurriendo con posterioridad la fuerza con la que se contrae puede ser igual o menor al necesario.  Tras la terapia se pretende recuperar la fuerza muscular y el control sobre la contracción de la musculatura para obtener un patrón normal en el paciente, tal y como se muestra en la figura siguiente:

Electromiograma normal y patológicos tras el tratamiento.

V-. BIBLIOGRAFÍA

  •   Möller, E. Clinical electromyography in dentistry. Int. Dent. J. .1969; 19(2):250-66. 
  •   Codman EA. The Shoulder: Rupture of the Supraspinatus Tendon and Other Lesions In or About the Subacromial Bursa. Boston: Thomas Todd Co., 1934.
  •   Ellsworth AA, Mullaney M, Tyler TF, McHugh M, Nicholas S. Electromyography of Selected Shoulder Musculature During Un-weighted and Weighted Pendulum Exercises. North American Journal of Sports Physical Therapy . 2006;1(2):73-79.
  •   Loofbourrow G. N. Gellhorn E. Proprioceptive modification of reflex patterns. J. Neurophysiol. 1949; 12:435–446.
  •   Kabat, H. Restoration of function through neuromuscular reeducation in traumatic paraplegia. AMA Arch Neurol Psychiatry. 1952;67:737–744.
  •   Duncan, P. W., Studenski, S., Chandler, J., Bloomfeld, R., & LaPointe, L. K. Electromyographic analysis of postural adjustments in two methods of balance testing. Physical Therapy, 1990; 70(2): 88-96.


VI-. AUTORES
  • Arthur Chollet.
  • Carlos Cuestas Ayllón.
  • Alexandre Edouard Claude Gilibert.
  • Alix Benjamin Laine.

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