Biomecánica de la función Respiratoria
Universidad Arturo Michelena
Facultad de ciencias de la Salud
Escuela de Fisioterapia
Facilitador:
Lcdo. Frank Ramírez
Fisioterapeuta
El tórax actúa como una caja protectora del corazón y los pulmones, a su vez representa una unidad funcional móvil que garantiza la función ventilatoria, con poderosa influencia linfática y circulatoria.
Chaitow, 2006
Repaso anatómico
Compartimientos
1. Mediastino
2. Cavidad Pleural Derecha
3. Cavidad Pleural Izquierda
Propósitos
Protección órganos internos
Variación de su volumen
Estructura ósea
12 vértebras torácicas
Cuerpo
Pedículo
Lamina
Apófisis espinosa
Apófisis transversa
Poseen facetas costales
Netter, F. 1994.
Vertebra dorsal
El espesor del disco es de aproximadamente 1/6 del cuerpo, es decir estrecho, limitando aun más la movilidad.
Las apófisis espinosas son alargadas, muy oblicuas hacia abajo (salvo T11 y T12). Lo
cual limita la extensión.
Las apofisis transversas tienen
longitudes desiguales: más largas en las
dorsales altas que en las bajas.
Vertebra dorsal
Porciones:
Manubrio
Cuerpo
Apófisis xifoides
Angulo de Louis (a nivel de 2º costilla)
18 cms Adulto
Esternón
Esternón
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Costillas
12 pares
•1 – 7 vertebroesternal
•8 – 10 vertebrocondrial
•11 – 12 vertebrales (flotantes)
Las costillas
Las costillas
1
2
3
4
Articulaciones del tórax
5
6
Articulaciones del tórax
1. Esternocostoclaviculares
2. Esternocondrales
3. Costocondrales
4. Intercondrales
5. Costovertebrales
6. Costotransversas
Articulaciones del tórax
Las articulaciones costales posteriores permiten la rotación durante la respiración, mientras que los elementos cartilaginosos anteriores almacenan la energía torsional producida por tal rotación. Las costillas se conducen como bastones tensionales y se repliegan elásticamente a su posición previa cuando los músculos se relajan.
Biomecánica
Adalbert Kapanji, 2002
Por tanto: • El movimiento costal superior produce un aumento del diametro anteroposterior del tórax superior •El movimiento costal inferior produce un aumento diametro transversal del tórax inferior
Biomecánica
Calais, 1999.
Biomecánica
Adalbert Kapanji, 2002
El grado de movimiento en todas direcciones (flexión, extensión, flexión lateral y rotación) permitido por la estructura relativamente rígida del tórax es menor que aquél del que disponen las columnas cervical o lumbar, ya que se halla deliberadamente limitado para proteger los órganos vitales albergados dentro de la cavidad torácica.
Adalbert Kapanji, 2002
Biomecánica
Durante la flexión del raquis dorsal se promueve un cierre de los espacios intercostales anteriores. Especialmente en la región inferior.
Durante la extensión del raquis dorsal ocurre
una apertura de los espacios intercostales
anteriores. Especialmente en la
región superior.
Biomecánica
Calais, 1999.
Nota clínica: similarmente una deficiencia estructural del tórax como una hipercifosis, restringe la respiración por bloqueo posicional costal.
Durante el movimiento de flexión lateral, en el lado de la convexidad raquídea, el tórax se eleva y los espacios intercostales aumentan. En el ángulo de la concavidad se observan fenómenos inversos.
Biomecánica Nota clínica: De forma similar una deficiencia estructural del tórax como la escoliosis puede crear restricción ventilatoria. Calais, 1999.
Durante la rotación el movimiento es limitado por la conectividad esternal, debido a que la vertebra arrastra consigo las costillas correspondientes, que a su vez articulan con el esternón. “La rotación de una vertebra entonces vendrá acompañada de una deformación de un par de costillas asociadas”.
Adalbert Kapanji, 2002
Biomecánica
Durante la rotación ocurren los siguientes fenómenos en 4 cuadrantes: 1. Acentuación de la concavidad costal en el cuadrante
posterior homolateral a la rotación 2. Disminución de la convidad costal en el cuadrante
posterior contralateral a la rotación 3. Acentuación de la concavidad costal en el cuadrante
anterior contralateral a la rotación 4. Disminución de la concavidad costal en el cuadrante
anterior homolateral a la rotación
Biomecánica
Rotación a la derecha Adalbert Kapanji, 2002
Patrón torácico: es el patrón más superficial, si bien el más frecuente y el menos saludable. Se concentra en la zona clavicular y las costillas superiores, no llega a producirse una ventilación completa, ni activación total del diafragma. Se puede distinguir respiración costal superior con ascenso o sin ascenso clavicular. Predomina en mujeres.
Costo-diafragmatico (mixto): se produce gran movilidad de las costillas inferiores y la parte superior del abdomen. El diafragma participa activamente. Se trata del tipo de respiración fisiológicamente más adecuado. Predomina en hombres.
Abdominal: el tórax permanece inmóvil y es el abdomen quien demuestra una extraordinaria movilidad. Es el tipo de respiración utilizado por los bebés y por los adultos en decúbito
Biomecánica
Músculos de la inspiración
Productores
Diafragma
Intercostales externos
Facilitadores
Músculos supra e infrahiodeos, y músculos de la
faringe y laringe.
Accesorios
ECM
Escalenos
Pectorales
Trapecio
Serratos
Mecánica Ventilatoria
Músculos de la espiración
Productores
No existen
Facilitadores
Intercostales internos
Accesorios
Abdominales
Triangular del esternón
Mecánica Ventilatoria
Mecánica Ventilatoria
Fase inspiratoria
Fase espiratoria
Ciclo ventilatorio
Ventilación: proceso mecánico de movilización de gas (aire atmosférico), entre dos
compartimientos; la atmosfera y el alvéolo pulmonar.
Mecánica Ventilatoria
Cavidad abdominal
Desplazamiento del diafragma
Movimiento del aire por gradiente de presión
Presión sub-atmosférica (755 mmHg)
Atmósfera
Presión atmosférica al nivel
del mar: 760 mmHg
Contracción de los músculos
intercostales externos
Mecánica Ventilatoria
Mecánica Ventilatoria
Movimiento en asa de Balde
Mecánica Ventilatoria
Capacidad del pulmón de para modificar su volumen en respuesta a la aplicación de presión. Es la inversa de la elasticidad.
*Distensibilidad dinámica: cambio del conjunto toraco-pulmonar en respuesta a la presión aplicada.
Representa tanto la capacidad de adaptación del pulmón como de la caja torácica.
Mecánica Ventilatoria
Mecánica Ventilatoria
Cavidad abdominal
Desplazamiento del diafragma por
relajación
Movimiento del aire por gradiente de presión
Presión supra-atmosférica (765 mmHg)
Atmósfera
Presión atmosférica al nivel
del mar: 760 mmHg
Mecánica Ventilatoria
Capacidad del pulmón de recobrar su posición de reposo, una vez que desaparecen las fuerzas que previamente lo han modificado. Es la
inversa de la distensibilidad.
Mecánica Ventilatoria
Mecánica Ventilatoria
Fase inspiratoria Fase espiratoria
1. Contracción del diafragma (aumenta los diámetros la cavidad torácica)
2. El incremento de los diámetros aumenta el volumen
3. Por ley de Boyle-Mariotte: mayor volumen, menor presión
4. Se crea un gradiente de presión, la presión alveolar se hace sub-atmosferica
5. Presión subtmosferica = presión negativa
6. El aire entra al alvéolo por efecto succión (-)
Se requiere de distensibilidad del tejido pulmonar
1. Relajación del diafragma (reduce los diámetros de la cavidad torácica)
2. La reducción de los diámetros disminuye el volumen
3. Por ley de Boyle-Mariotte menor volumen, mayor presión
4. Se crea un gradiente de presión, la presión alveolar se hace supra-atmosferica
5. Presión supra-atmosferica= presión positiva
6. El aire sale del alvéolo por efecto vaciado (+)
Se requiere de elasticidad del tejido
pulmonar
Mecánica Ventilatoria
Laminar
Turbulento
Transicional
Flujo: movimiento de moléculas de líquido o gas a través de un conducto.
Mecánica Ventilatoria
Es un musculo plano, ancho y delgado que forma un tabique entre el tórax y el abdomen. Forma de cúpula con convexidad superior (torácica). Esta constituido: 1. Un centro tendinoso (centro frénico) 2. Inserciones: a) Esternales b) Costales c) Lumbares
El diafragma
Inserciones esternales Cara posterior de la apéndice
xifoides por dos fascículos. Inserciones costales Cara medial de las ultimas 6
costillas y sus cartílagos por digitaciones intercaladas con fibras del transverso del abdomen
El diafragma
Inserciones lumbares (pilares del diafragma) Dos cordones fibrotendinosos solidos e inextensibles, derecho e
izquierdo. - El pilar derecho se inserta en la cara anterior de la 1º, 2º y
3º vertebra lumbar y sus discos intervertebrales. - El pilar izquierdo se inserta sobre la 1º y la 2º vertebra
lumbar y sus discos intervertebrales.
Lateralmente se encuentran pilares accesorios que constituiran la arcada del psoas y la arcada del cuadrado lumbar.
El diafragma
Centro tendinoso (centro frénico) Con forma de trebol de 3 hoja todas las fibras de las 3 inserciones convergen en él. Las hojas se denominan:
anterior, lateral derecho y lateral izquierdo.
Hiatos y forámenes Tres orificios principales perforan el
diafragma 1. Foramen de la vena cava inferior 2. Hiato aórtico 3. Hiato esofágico
El diafragma
El diafragma Yokochi, 1989
Nervios Frénicos
Contracción del diafragma
El diafragma
En el decúbito supino el desplazamiento de las vísceras abdominales aumentan el trabajo
diafragmático hacia la inspiración. Perdiendo la ventaja mecánica gravitacional.
En el decúbito lateral el desplazamiento del hemidiafragma infralateral comprime el pulmón
inferior, se bloquea el movimiento costal del mismo lado por el tope de contacto con la superficie. Por compensación aumenta la
movilidad del hemitorax localizado supralateral.
Cambios posicionales
Las presiones positiva y negativa alternantes de las cavidades torácica y abdominal participan en los procesos de inspiración y espiración, así como en la mecánica de los líquidos, ayudando al
retorno venoso y el flujo linfático.
Durante la inspiración la disminución de la presión torácica a su vez aumenta la presión en la cavidad
abdominal. Como resultado las venas abdominales se comprimen y promueve el retorno venoso hacia las
venas torácicas y el corazón.
Cuando la presión se invierte en la espiración, el aumento de la presión en el tórax promueve la salida de sangre
venosa del tórax hacia las venas abdominales. No obstante, este mecanismo es compensado mediante las válvulas
venosas que evitan el reflujo de sangre.
Bomba torácica
“La vida no se cuenta por las veces que respiras, sino por los momentos que te dejan sin aliento”.
Alex "Hitch" Hitchens “Experto en seducción”