Estudio biomecánico de la columna vertebral

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22 Jornadas 161-171,2008
Estudio biomecánico de la columna vertebral
Introducción
La columna humana es una estructura rígida, que permite soportar presiones, y
elástica lo que le da un gran rango de movilidad. Estos dos conceptos son contrapuestos, pero a lo largo de la evolución se han experimentado y el resultado es un
equilibrio conveniente a las necesidades.
Este equilibrio, casi perfecto, se logra mediante los sistemas de protección musculares, aponeuróticos y mixtos, (cámara hidroaérea). Cuando la columna deja de
ser estable y aparece el dolor se deben revisar estos sistemas y normalmente se
observa que alguno, o varios, están fallando.
La movilidad global de la columna vertebral es la suma de los movimientos de
cada unidad funcional.
Se produce un equilibrio de la movilidad en el que los ligamentos la limitan y los
músculos la efectúan.
Dado que es la columna lumbar la más afectada porcentualmente en la patología vertebral de forma funcional centraremos el estudio dinámico sobre este área.
La biomecánica es la ciencia que estudia las fuerzas internas y externas y su incidencia sobre el cuerpo humano. La anatomía nos muestra, en reposo y en un
momento dado, las formas de una estructura pero la biomecánica nos permite
comprender las fuerzas sobre estas estructuras y los efectos que ocasionan.
Anatomía de la columna vertebral
Huesos
La estructura ósea intrincada y compleja de la columna vertebral está formada
por veinticuatro vértebras articuladas y nueve fusionadas en una sola. La columna
se divide en siete vértebras cervicales (cuello), 12 vértebras dorsales (tórax) y cinco
vértebras lumbares (zona inferior de la espalda). El sacro (cintura pélvica posterior)
y el cóccix (parte final de la columna) están formados por cuatro y cinco vértebras
fusionadas, respectivamente. Las primeras dos vértebras cervicales son únicas porque sus formas permiten amplios movimientos rotatorios de la cabeza, tanto hacia
los lados como hacia delante y hacia atrás. Las curvas de la columna nos permiten
absorber golpes y choques.
Los huesos en cada región de la
columna vertebral tienen diferentes
Médula (termina en L1)
tamaños y formas para permitir
diversas funciones. Las vértebras
aumentan de tamaño desde la
región cervical a la lumbar como
consecuencia principalmente de que
Las raíces emergen
por la parte superior
deben soportar más peso en la parte
del foramen ysueinferior de la espalda que en el cuelen escapar ala
llo. Las vértebras desde C2 a L5
compresión de
poseen una arquitectura similar: preun disco hersentan un bloque óseo en la parte
anterior conocido con el nombre de
cuerpo vertebral, el conducto vertebral o raquídeo en la parte central
por el que pasa la médula espinal,
una apófisis transversa que se proyecta lateralmente hacia fuera en
cada lado, y una apófisis espinosa
que se proyecta posteriormente y
Figura 2.
que es muy fácil de palpar.
Columna lumbar
7 vértebras cervicales
12 vértebras torácicas
5 vértebras lumbares
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Figura 1
Columna vertebral
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Figura 3
Estructura de la columna vertebral.
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© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J. A. RUIZ CABALLERO;
DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J, A. RUIZ CABALLERO; DR. J, F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
Tórax
tantes en el funcionamiento de la columna vertebral, pero el conocimiento de estos
músculos tiene un valor limitado para muchas personas que utilicen este texto.
MÚSCULOS POSTERIORES
Erector de la columna (sacroespinal).
Semiespinoso (dorso, cuello, cabeza.)
Dorsal largo (dorso, cuello, cabeza.)
lliocostal ( lumbar, dorso, cuello.)
Esplenio (cabeza y cuello.)
Cuadrado lumbar.
Rotadores (columna vertebral.)
Multífido (columna vertebral.)
Suboccipital.
Serrato superior.
Serrato inferior.
lnterespinoso (columna vertebral).
lntertransverso (columna vertebral).
Articulaciones
Salvo para la unión articular formada por el atlas y axis (las dos primeras vértebras
cervicales), no existe una amplia gama de posibles movimientos entre dos vértebras
cualesquiera. El efecto acumulativo de combinar el movimiento de varias vértebras
adyacentes permite un número sustancial de movimientos dentro de una cierta área.
La mayoría de rotaciones dentro de la región cervical se producen en la unión
articular entre el atlas y el axis, que se clasifican dentro del tipo pivote. El resto de
articulaciones vertebrales pertenecen a la articulación artrodial o ligamentosa
como consecuencia de sus limitados movimientos ligamentosos.
La mayoría de movimientos de la columna vertebral se producen en las regiones
cervical y lumbar.
La región cervical puede flexionarse 45 grados y extenderse otros tantos. El área
cervical se flexiona lateralmente 45 grados y puede rotar aproximadamente 60 grados. La región lumbar, contando muchos de los
movimientos del tronco, se flexiona aproximadamente 80 grados y se extiende
de 20 a 30 grados. La flexión lumbar lateral hacia cada lado se produce normalmente dentro de los 35 grados y aproximadamente 45 grados son los que se producen en una rotación hacia la izquierda y hacia la derecha.
Músculos
Unos pocos grandes músculos y numerosos pequeños músculos se encuentran
en esta área. El músculo más grande es el erector de la columna (sacroespinal), que
se extiende en cada lado de la columna vertebral desde la región pélvica hasta el
cráneo. Se divide en tres músculos: el semiespinoso, el dorsal largo y el iliocostal.
Desde el borde medial al lateral, presenta uniones con las regiones lumbar, torácica y cervical. Así, el grupo erector de la columna está formado por nueve músculos.
Numerosos pequeños músculos se encuentran en toda la columna vertebral. La
mayoría tienen su origen en una vértebra y la inserción en la siguiente. Son impar-
MÚSCULOS ANTERIORES
Algunos músculos anteriores son diferentes de otros músculos que hemos estudiado. No presentan uniones de un hueso a otro hueso, sino que se unen en aponeurosis (fascias) alrededor del área del recto anterior del abdomen. Entre estos
músculos se encuentran el oblicuo externo del abdomen, el oblicuo interno del
abdomen y el transverso del abdomen.
Recto anterior del abdomen.
Oblicuo externo (oblicuo abdominal externo).
Oblicuo interno (oblicuo abdominal interno) .
Transverso del abdomen.
Intercostales -el externo e interno- de una costilla a otra.
Escalenos.
Diafragma.
Biomecánica de los movimientos vertebrales
La unidad funcional vertebral esta compuesta por dos estructuras que actúan de
forma sinérgica, son las articulaciones interfacetarias y el disco intervertebral. La
afectación degenerativa de uno, produce alteración del otro, lo que tiene especial
importancia a la hora de la intervención quirúrgica.
En general, la flexión de la columna es el movimiento más amplio y el que más
afecta al disco intervertebral.
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Figura 4
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© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
La base esquelética del tórax está formada por doce pares de costillas. Siete
pares son costillas reales en el sentido de que se unen directamente al esternón.
Cinco pares se consideran falsas costillas; tres pares de éstas
se sujetan indirectamente al esternón y los otros dos pares son costillas flotantes porque sus extremos son libres. El manubrio, el cuerpo del esternón y la apófisis xifoides son el resto de huesos del tórax. Todas las costillas se unen por la parte
posterior a las vértebras torácicas o dorsales.
Estudio biomecánico de la columna vertebral
Figura 5
Arcos de movilidad vertebral
Figura 6
Mecánicamente se entenderá mejor la columna si la observamos como tres pilares, uno grande anterior y dos pequeños posteriores.
El pilar anterior está formado por la superposición de los cuerpos de las vértebras y los discos intervertebrales. Los pilares posteriores son las estructuras verticales del arco vertebral, articulación superior e inferior unidas por
los istmos. El pilar anterior está unido a los dos posteriores a través de los pedículos que resultan ser estructuras de altísima resistencia. Sus dimensiones medias
en la columna lumbar son de 6 mm en L1 a 16 mm en L5 de anchura y de 11 a 13
mm de altura.
Los dos pilares posteriores están unidos entre sí por las láminas.
Entre ellos queda delimitado el agujero vertebral, que en el segmento lumbar, es
amplio y en forma de triángulo equilátero. El conjunto de agujeros vertebrales
superpuestos constituye el conducto raquídeo.
El cuerpo vertebral resiste muy bien las fuerzas de compresión a lo largo de su
eje vertical gracias a la disposición de sus trabéculas. Las verticales unen los dos
platillos vertebrales y las horizontales salen de ellos para atravesar el pedículo y
dirigirse a las apófisis articulares y al arco posterior.
Tanto la flexión como la extensión se producen por deslizamiento de las carillas
articulares y por deformación del disco intervertebral en sentido opuesto al movimiento realizado. La flexión se limita por las facetas articulares y los ligamentos y
fibras más posteriores del anillo fibroso. La extensión está controlada por las carillas articulares y por los ligamentos; no se producen lesiones porque está limitada
por el contacto de las apófisis espinosas en la máxima tensión.
Por la flexión se puede producir el cizallamiento vertebral, cuya resistencia al
mismo se localiza en la faceta vertebral inferior, transmitiéndose al pedículo. Se
contrarresta por los músculos posteriores y por la resistencia del pedículo. Si el
cizal lamiento es intenso se produce el mal llamado "esguince" porque es una
lesión muscular en mayor proporción, y no ligamentosa. Si es brusco e intenso, se
produce la fractura del pedículo, que es más frecuente a nivel cervical que lumbar
(en ésta se produce en las últimas vértebras).
En la flexión se produce desplazamiento anterior del cuerpo vertebral, que lo
contrarresta las fibras posteriores del anillo fibroso.
Las flexiones laterales se acompañan de rotación vertebral, las carillas vertebrales se deslizan inversamente. Está limitado por las estructuras que producen la convexidad, tanto articulares como ligamentosas.
Las rotaciones axiales son pequeños movimientos de 1-1,2° por unidad funcional;
la limitan la rotación de la vértebra, la traslación de las carillas articulares y las fibras
medias del anillo fibroso. Estas dos últimas son las que controlan el movimiento.
Cuando se desarrolla inestabilidad de columna lumbar, aumenta la rotación vertebral, llegando a 6-7", siendo normal hasta 3°, porque es absorbido por la articulación y el disco.
Amplitud de la inclinación en función
de la edad (según S. S. Tanz)
Figura 7
Biomecánica de los ligamentos
La función del ligamento es limitar el arco móvil cuando sobrepasa el límite; es
ayudado por los músculos antagonistas al movimiento para compensar la sobrecarga del mismo.
La constitución de los mismos es de tejido colágeno, por fibras longitudinales a
la tracción lo que les otorga el mayor grado de resistencia.
Existen dos tipos de ligamentos a nivel lumbar:
- Pilar anterior: El ligamento vertebral común anterior y posterior.
- Pilar posterior: Ligamento amarillo y los ligamentos inter y supraespinosos.
El ligamento más resistente es el ligamento vertebral común anterior cuya resistencia es de 34 Kp. El ligamento vertebral común posterior es de 18 Kp con mayor
resistencia a nivel central. Los ligamentos del pilar posterior son menos resistentes.
Cuando existe degeneración discal, existe rotura del anillo fibroso y de las fibras
ligamentosas, por estar sometidas a mayor demanda, lo que conlleva aumento
patológico de los movimientos vertebrales.
Durante la flexión, el ligamento vertebral común posterior, ligamento amarillo y
los ligamentos inter y supraespinosos controlan el excesivo arco, colaborando los
músculos posteriores. Al principio de la flexión actúa el ligamento amarillo.
En la extensión actúan sólo el ligamento vertebral común posterior y los músculos posteriores.
En la flexión lateral, en la convexidad resisten el ligamento amarillo y la cápsula
articular, con relajación en la zona de la concavidad. A nivel muscular, los músculos
laterovertebrales (cuadrado lumbar y psoas) se contraen en la zona convexa y se
relajan en el lado opuesto.
XXII JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA YCIRUGIA ORTOPEDICA
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© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
Ampl1tud de la flex1on
segun la edad )segun S. S. Tanzl
En las rotaciones el control se produce por las articulaciones y el anillo fibroso,
pero también los ligamentos supra e interespinoso, cuya función es mayor si existe
degeneración del díscolos ligamentos iliolumbares en la flexión lateral limitan la
inclinación lateral en la zona de la convexidad en 8° a nivel de la 4' vértebra lumbar.
La flexión es controlada por el fascículo superior de dicho ligamento mientras que
en la extensión es el fascículo inferior.
Biomecánica muscular
Los músculos posteriores tienen acción extensora, aumentando la lordosis lumbar.
Los músculos laterovertebrales son el cuadrado lumbar y el psoas. El primero lo
constituyen tres planos musculares, cuya función es la flexión lateral, ayudada por
los oblicuos mayor y menor. El psoas está por delante del anterior, constituido por
dos grupos, realizando la flexión lateral en el lado en que se contrae, con rotación
hacia el lado opuesto, produciendo hiperlordosis.
Los músculos anteriores de la pared abdominal son los dos músculos rectos
anteriores, músculos transversos y los oblicuos mayor y menor.
La rotación del tronco la realizan los dos músculos oblicuos del abdomen. La
rotación derecha se produce por contracción del oblicuo mayor izquierdo y del
menor derecho.
El resto de los músculos abdominales producen la flexión del tronco.
Dinámica abdominal
El abdomen puede intervenir activamente en el control del equilibrio de fuerzas
vertebrales. Es una maniobra de Valsalva, se produce contracción muscular abdominal, cierre de la glotis y de todos los orificios abdominales, con posición de espiración que hace descender el diafragma, lo que conlleva una apnea absoluta, disminución del retorno venoso, caída del gasto cardiaco y aumento de las resistencias periféricas, por lo que no se puede mantener durante mucho tiempo.
En el caso que la presión abdominal supere la de la cava inferior, se
invierte la circulación en el plexo venoso de Bastan, lo que conlleva que los senos
venosos de los cuerpos vertebrales se llenen de sangre. Dicho aumento de líquido
aumenta la elasticidad del cuerpo y evita la fractura vertebral, pero no sirve para el
disco pues éste es avascular.
En la posición media o isquiática, la columna lumbar esta recta o en ligera cifosis.
En la posición anterior o isquiofemoralla pelvis está rotada y la columna lumbar
recta o en ligera cifosis.
En la posición posterior o isquiosacra existe rotación de la pelvis e importante
cifosis de la columna lumbar.
En la posición sentado sin soporte la contracción muscular es mayor en la
región torácica; es mayor a nivel lumbar si se adopta la posición anterior. La presión intradiscal es menor en la posición media y es mayor si cuelgan los brazos a lo
largo del cuerpo.
En la posición sentado con soporte, depende del ángulo de inclinación del
mismo, siendo la respuesta mioeléctrica de la musculatura lumbar partir de los 110°
muy pequeña. La colocación del soporte no influye en la actividad bioeléctrica. La
presión intradiscal está relacionada con la existencia de un soporte lumbar al plano
de inclinación del respaldo y a la existencia de apoyabrazos (factor pequeño). La
altura del soporte es importante siendo más beneficioso a nivel lumbar bajo (a
nivel de la 3' vértebra lumbar). El tamaño del soporta también interfiere, pues si
aumenta la lordosis, sobrecarga las articulares. La presión intradiscal se reduce en
un 50%si el ángulo de inclinación del respaldo es 130° y disminuye en un 30% si se
coloca un soporte lumbar, siendo ambos un total del65%.
Posición erecta o supina
En el apoyo simétrico el peso corporal se reparte sobre los dos miembros inferiores. La columna lumbar mantiene su lordosis fisiológica . Si aumenta, se sobrecargan las articulares.
En el apoyo asimétrico, el peso corporal descansa sobre una pierna, creando
escoliosis estática de la columna lumbar, con concavidad hacia el lado de no carga.
El psoas de la cadera flexionada se relaja, disminuyendo la lordosis lumbar.
La fuerza de compresión en el disco en el apoyo simétrico es de 500 N, pero en
el apoyo asimétrico es mayor en uno de sus lados, lo que facilita la degeneración
discal.
La posición rectilínea está controlada por la contracción torácica de los músculos
del plano posterior, tríceps sural, isquiotibiales, glúteos y músculos espinales. La
presión discal es de 270 kPa.
Biomecánica postura!
Son los cambios dinámicos que se producen en la columna vertebral según la
postura del individuo.
Posición de sentado
Se define por la posición en que parte del peso corporal se transmite a las tuberosidades isquiáticas.
Puede ser de apoyo isquiático, isquiofemoral o isquiosacro, o bien, medio, anterior o posterior.
ISQUIÁTICO
ISQUIOFEMORAL
ISOUIOSACRO
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J.A. RUIZ CABALLERO; DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J. A. RUIZ CABALLERO; DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
Estudio biomecánico de la columna vertebral
Es la posición del reposo nocturno. En decúbito supino se pueden adoptar de dos
formas distintas, según los miembros inferiores estén extendidos o flexionados.
Si están extendidos existe hiperlordosis por tracción del psoas.
Si están flexionados se relaja el psoas y disminuye la lordosis lumbar.
En decúbito prono ocurre lo mismo que en la posición supino pero, además, con
los miembros inferiores en extensión se comprime el tórax y abdomen, produciendo alteraciones respiratorias.
En el decúbito lateral existe una convexidad lumbar inferior en el lado no apoyado, compensada por concavidad dorsal, lo que impide la correcta relajación.
La posición de relajación es aquella en la que el apoyo dorsal es cóncavo, lo que
endereza la lordosis lumbar y cervical. La flexión de las caderas y rodillas hace que
el psoas y los isquiotibiales se relajen.
Biomecánica de la columna vertebral
La columna vertebral corresponde al eje del cuerpo, debe conciliar dos imperativos mecánicos contradictorios: La rigidez y la flexibilidad. Para lograr esto se conforma de múltiples piezas (Vértebras) superpuestas, unidas una a otras por complejos sistemas ligamentarios y musculares, que asemejan a un mástil de u barco
(Figura 1).
La columna vertebral tiene como funciones primordiales:
a) Servir de pilar central del tronco.
b) Protector del eje nervioso.
La unidad estructural de la columna vertebral está dada por dos vértebras tipo
(que varía de acuerdo a su localización y a la magnitud de las cargas que debe
soportar). y el disco intervertebral.
Se considera que la columna biomecánicamente está dividida en tres columnas:
Columna principal: Apilamiento de los cuerpos vertebrales y los discos intervertebrales.
Dos columnas secundarias formadas por el apilamiento de la apófisis articulares
y de sus articulaciones respectivas (artrodias).
El cuerpo intervertebral tiene la estructura de un hueso corto: Estructura en cascarón con una cortical de hueso denso que rodea el hueso esponjoso. En el corte
coronal del cuerpo vertebral se distinguen a cada lado espesas corticales, arriba y
abajo la cara vertebral cubierta por una capa cartilaginosa, y en el centro del cuerpo
vertebral, trabéculas de hueso esponjoso que se reparten siguiendo las líneas de
fuerza. Estas líneas son verticales y unen la cara superior y la inferior, u horizontales que unen las dos corticales laterales, o también oblicuas que unen la cara inferior a las corticales laterales. (Figura 2) (15).
Figura 2
Corte coronal de vértebra con esquematización de trabéculas.
Tomado de KAPANJIIA. Cuadernos de Fisiología articular.Tronco y Raquis. 2ed. México:
Masson, 1985. (Pg. 27.)
Con un corte sagital aparecen de nuevo dichas trabéculas verticales (Fig. 3 A),
pero hay además dos sistemas de fibras oblicuas llamadas en abanico. Por una
parte, un abanico que parte de la cara superior, para extenderse a través de los dos
pedículos hacia la apófisis articular superior de cada lado y a la apófisis espinosa
(Fig. 3 8). Por otra parte, un abanico que parte de la cara inferior para repartirse a
través de los pedículos hacia las apófisis articulares inferiores y a la apófisis espinosa (Fig 3 C).
Figura 3
Figura 3. Corte sagital de vértebras con esquematización de trabéculas.
Tomado de KAPANJIIA. Cuadernos de Fisiología articular.Tronco y Raquis.
2ed. México: Masson, 1985. (Pg. 27)
El entrecruzamiento de estos tres sistemas trabeculares establece puntos de
fuerte resistencia, pero también un punto de menor resistencia, en particular un
triángulo de base anterior en el que solo existen trabéculas verticales )Fig. 3 0).
Esto puede explicar que la fractura en cuña anterior de los cuerpos vertebrales sea
la más frecuente, en especial si hay alteración en el hueso trabecular, y la carga que
se le coloca a la columna sea grande. (Fig 3 Ey 3F.)
Si se considera la estructura trabecular de los cuerpos vertebrales y de los arcos
posteriores, cabe asimilar cada vértebra a una palanca de primer grado (Fig. 4), en
la que la articulación interapofisiaria (1) desempeña el papel de punto de apoyo.
Este sistema de palanca permite amortiguar las fuerzas de comprensión axial sobre
la columna vertebral: amortiguamiento directo y pasivo a nivel del disco intervertebral (2). amortiguamiento indirecto y activo de los músculos de los canales vertebrales (3), esto a través de palancas que forma cada arco posterior. El amortiguamiento de estas fuerzas pues, a la vez pasivo y activo.
La otra estructura importante de la unidad funcional es el disco intervertebral,
el cual consta de dos partes (Fig. 5).
Figura 1
Dorso como mástil de barco. Toma de KAPANJIIA. Cuadernos de Fisiología articular:Tronco y
Raquis. 2ed. México: Masson, 1985. (Pg. 15)
Una parte central, el nucleus pulposus (N). el cual se trata de una gelatina transparente, que tiene 88% de agua y la sustancia fundamental con base en mucopolisacáridos.
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Posición en decúbito
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J, A. RUIZ CABALLERO; DR. J, F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
N
Figura 4
Representación de unidad vertebral como palanca de primer grado.
Tomado de KAPANJIIA. Cuadernos de Fisiología articular. Tronco y Raquis.
2ed. México: Masson, 1985. (Pg. 29)
Figura 5
Disco intervertebral.
Tomado de KAPANJI IA. Cuadernos de Fisiología articular. T
ronco y Raquis. 2ed. México: Masson, 1985. (Pg. 33)
Una parte periférica: el annulus fibrosus (A) o anillo fibroso, constituida por una
sucesión de capas concéntricas, cuya oblicuidad va avanzando de la periferia hacia
el centro. Debido a esta conformación y si tomamos el núcleo pulposo como esta
esfera intercalada entre dos planos, la conformación del anillo fibroso, absorbe
energía y ayuda a disminuir la magnitud del vector de carga sobre la siguiente vértebra (15-16).
Antes de la fractura y del colapso del cuerpo vertebral por osteoporosis se
observa una disminución de la densidad mineral, con aumento de la prominencia
de las estriaciones verticales debido a la pérdida relativamente mayor de la trabéGulas horizontales y a la prominencia adicional de los platillos. El cuerpo vertebral
acaba adoptando una configuración bicóncava por el debilitamiento de los platillos
subcondrales y la expansión de los discos intervertebrales (vértebra en "bacalao").
El colapso suele reducir la altura anterior del cuerpo vertebral, y causa irregularidades en la parte anterior de la corteza. Las fracturas antiguas por comprensión
muestran cambios reactivos y osteofitos alrededor del borde anterior.
La mayor parte de las fracturas osteoporóticas ocurren en los cuerpos vertebrales centrales e inferiores de la columna dorsal y en los superiores de la lumbar. Las
fracturas de cuerpos vertebrales aislados en T4 o por encima sugieren una enfermedad maligna (Fig. 6).
La corteza de los huesos largos se adelgaza por resorción endostal excesiva
pero los márgenes externos son nítidos, a diferencia del efecto típico de resorción
subperióstica del hiperparatiroidismo. Las pseudofracturas o zonas de Looser no se
producen en la osteoporosis si no existe osteomalacia asociada, aunque a veces
resulta imposible diferenciar la osteoporosis de la osteomalacia en la radiografía .
Las radiografías convencionales constituyen un indicador muy poco sensible de
la pérdida ósea cuando no existe fractura, ya que es necesario que se produzca una
disminución del 30%. La DEXA es una técnica que permite detectar pérdidas de
masa ósea del orden del 2 al 30%. La absorciometría fotónica simple y doble y la
tomografía computarizada cuantitativa (TC) también pueden detecta pequeñas alteraciones (1 a 2%) de la densidad mineral ósea en la cadera y la columna lumbar.
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Figura 6
Esquemas de representación radiológica del compromiso vertebral
166
Diagnóstico diferencial
La disminución de la masa ósea es un hallazgo universal del envejecimiento. No
obstante, la determinación cuantitativa de la masa ósea constituye un indicador de
futuras fracturas.
Cuando existe dolor óseo, se tiene que descartar patologías malignas como:
mieloma múltiple, linfoma, leucemia y carcinoma metastásico, los cuales dan lugar
a una pérdida difusa de hueso, especialmente de hueso trabecular de la columna
vertebral, incluso sin hipercalcemia.
Los signos radiológicos de osteoporosis son frecuentes en los pacientes con
hiperparatiroidismo primario sin osteítis fibrosa (lesiones líticas discretas de tamaño variable con resorción subperióstica) ni elevación de la fosfatasa alcalina sérica.
Algunos enfermos ancianos con osteoporosis de tipo 11 y otros con alteraciones de
la función renal, ingestión inadecuada de calcio oral o disminución de la absorción
intestinal de calcio, presentan cierto grado de hiperparatiroidismo secundario.
Estos enfermos muestran un mayor número de osteoclastos en las muestras de
biopsia ósea. La osteomalacia puede simular a asociarse a la osteoporosis.
Algunos pacientes con enfermedad de Paget muestran datos radiológicos compatibles con lesiones exclusivamente líticas, que se confunden con la osteoporosis.
Tratamiento
Al considerar el tratamiento conviene recordar que se trata de un grupo de enfermedades y no de una entidad aislada. Desde el punto de vista farmacológico el tratamiento se fundamenta en la utilización de drogas antirresortivas no formadoras de
hueso. De las primeras se utilizan los estrógenos que funcionan como inhibidores
de resorción ósea disminuyendo la frecuencia de activación de las unidades remodeladoras de hueso. Son más efectivas en la osteoporosis de alto recambio. La
capacidad de los estrógenos de obtener ganancia ósea es limitada, observándose
solo un 2 a 4% de incremento en dos años, que incluso se ve en pacientes en mujeres mayores, varios años después de la menopausia17. La Calcitonina, al igual que
los estrógenos, disminuyen la pérdida ósea al inhibir la reabsorción. La capacidad
de la calcitonina de incrementar la masa ósea es una función de la tasa de remodelación en el momento en que se inicie la medicación. La respuesta también es
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© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
A
mayor en los pacientes con alto recambio óseo (18). Existe evidencia de los efectos
analgésicos de la calcitonina, por lo cual se utiliza con excelentes resultados en las
fases iniciales de las fracturas para aliviar el dolor (19). Otras drogas utilizadas como
antirresortivos son los bifosfonatos, especialmente el alendronato que se ha probado ampliamente en múltiples estudios. En ensayos clínicos con alendronato, utilizando una dosis de 10 mgs/día durante tres años, se ha demostrado un incremento
en la masa mineral ósea de la columna y cadera20. El principal problema con el
alendronato, que es común a los otros bifosfonatos, es la pobre absorción, que es
menos del 1% de la dosis administrada, lo cual se complica más si se administra
con alimentos o con líquidos diferentes al agua. Actualmente se recomienda su utilización en ayunas, con abundante líquido, no ingerir alimentos hasta 30 minutos
después y permanecer en posición sentada para prevenir la esofagitis que es una de
las complicaciones descritas más frecuentemente. Los suplementos de calcio son
útiles en todas las edades, nunca es tarde para su inicio y hacen parte obligada de
los esquemas terapéuticos para osteoporosis en prevención y tratamiento. El calcio
participa en el recambio celular óseo disminuyendo la actividad del osteoclasto, permitiendo una fase de formación osea mejor, participando en los procesos de mineralización y en la regulación de citoquinas responsables de la presencia de osteroporosis relacionadas con propiedades fisicocomecánicas del hueso como en los estados de sedentarismo o en la descalcificación de los astronautas.
Existen diferentes tipos de sales de calcio en el mercado pero las más comunes
y ampliamente aceptadas para su uso son el carbonato, los fosfatos y el citrato. De
estas probablemente la mejor se absorben y brinda una mayor biodisponibilidad es
la sal de citrato, la cual es cómoda de administrar y por su acción citratúrica evita la
precipitación de cristales de calcio en las vías urinarias; se recomiendan administrar con comidas y repartidas en varios intervalos al día (21). Otras modalidades de
tratamiento incluyen Fluoruro de sodio que sustituye los iones hidróxido de la
matriz cristalina de hidroxiapatita, generando una mayor cristalización de la fase
mineral. Cuando se utiliza en el tratamiento de la osteoporosis, se produce un
aumento continuo de la masa ósea de la columna vertebral. Se ha asociado a disminución de fracturas vertebrales, pero puede dar mayor riesgo de fracturas de
cadera. La hormona paratiroidea puede estimular la formación de hueso, pero se
requiere de estudios conclusivos y los andrógenos para hombres son útiles, si se
logra demostrar hipogonadismo: bajos niveles de testosterona sérica circulante, y
aumento de las concentraciones séricas de hormona luteinizante.
Es difícil predecir la evolución de los pacientes, sobre todo de aquellos con dolor y
fracturas por colapso vertebral. Muchos enfermos de los grupos de osteoporosis postmenopáusica (tipo 1) y senil (tipo 11) presentan muy pocos episodios de colapso vertebral y pasan años sin sufrir síntomas ni disminución de la talla. Por otro lado, el dolor
agudo que acompaña a las fracturas vertebrales suele remitir en el plazo de semanas
y, en consecuencia, cualquier tratamiento que se administre podría considerarse eficaz. El cálculo preciso de la masa ósea permite conocer la eficacia del tratamiento,
pero el beneficio clínico (disminución del dolor óseo y de la incidencia y fracturas) es
más difícil de valorar, debido a la variación en la progresión de la enfermedad.
Los enfermos con dolor agudo secundario a fracturas vertebrales suelen requerir
reposo en cama en al posición más cómoda, calor local, analgésicos y medidas
para evitar el estreñimiento. Posterior a eso y lo más precoz se debe iniciar otras
complicaciones, y el mejorar la biomecánica alterada. Se pueden utilizar diferentes
tipos de aditamentos y ortesis. La más empleada son los soportes lumbosacros, y
los corsés, pero estos al ser utilizados permanentemente pueden de por sí debilitar
en exceso el componente muscular y pueden disminuir la densidad mineral ósea.
Los ejercicios para corregir la deformidad postura! y aumentar el tono muscular
son también útiles. Hay que enseñar al paciente a evitar los movimientos dolorosos
bruscos, como los saltos, así como a levantar y transportar objetos con una mínima
sobrecarga para la espalda. Después de la curación de las fracturas, la aplicación
de un programa supervisado de ejercicios que incluya la deambulación diaria permite prevenir las pérdidas óseas adicionales.
Se puede implementar adecuadamente un esquema general de manejo, el cual
consiste en educación y consejos dietarios (9).
Manejo del dolor agudo
Generalmente secundario a fractura reciente por comprensión. Se coloca al
paciente en cama por 2 a 3 semanas. Se debe evitar el reposo prolongado, porque
se beneficiaría la pérdida de masa ósea (22).
El paciente podría estar en posición supina con una delgada almohada bajo la cabe- •
za y otra almohada de espesor medio debajo de las rodillas. Algunos pacientes sienten
más comodidad al acostarse sobre un costado. En estos una pequeña almohada podría
ser usada para llenar el hueco del flanco. Se deben flexionar un poco las caderas y las
rodillas. Una almohada pequeña colocada entre las rodillas, ayuda a diminuir la tensión
sobre la región lumbar causada por la aducción de la cadera. El masaje por fricción
suave sedativo es benéfico. La aplicación de TENS (estimulación eléctrica transcutánea)
puede ser útil en la prevención de aparición de dolor crónico (23).
Si el dolor persiste por más de 2 semanas se debe pensar en la implementación
de un soporte lumbar para actividades ambulatorias. La necesidad de éste es dada
para la prevención de facturas, aunque se ha visto que al utilizarlos puede existir
una reducción en la masa ósea en el nivel inmovilizado (24).
Son recomendados los soportes moldeados de contacto total y refuerzos rígidos.
Ofrecen un mejor alivio del dolor. Infortunadamente, algunos pacientes no los toleran, por lo que se utilizan soportes semi rígidos con correas al hombro. Si el paciente presenta dolor lumbar unlateral, referido a la nalga y cadera, el uso de un bastón
en la mano opuesta al dolor es útil en la reducción de éste (4).
Dolor crónico
Puede ser el resultado de fracturas por compresión, cambios cifóticos y escolióticos en la columna. Se necesita dar, en forma primaria, medidas que mejoren la
postura del paciente. Entre las medidas a utilizar se incluyen el uso de soportes
lumbares y ejercicios de estiramiento posterior adecuados.
Se pueden utilizar soportes semi rígidos y rígidos, dependiendo de la severidad y
tolerancia (25).
Se recomiendan ejercicios de extensión posterior, y evitar ejercicios de flexión
anterior (asociados a> incidencia de fracturas por compresión) (9) (Figura 7).
Figura 7
Esquema de ejercicios sugeridos.
Tomado de SINAKI M. Postmenopausal Spinal Osteoporosis. PhysicaiTherapy and
Rehabilitation Principies. Mayo Clin Proc 1982 Nov; 57(11):702
a)
Modelo mostrando ejercicio de flexión lumbar, el cual contribuye para la
postura cifótica y genera más comprensión en la vértebra osteoporótica.
b) Ejercicio de extensión posterior realizado en posición sentado.
e) Ejercicios de respiración profunda combinada con estiramiento de pectorales y ejercicios de extensión posterior.
d) Ejercicio de extensión posterior realizada en posición prona.
e) Ejercicios para mejorar la fuerza muscular en los extensores de cadera y el
glúteo máximo.
f) Dos técnicas para fortalecimiento de músculos abdominales isométricamente.
XXII JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA
167
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Estudio biomecánico de la columna vertebral
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. j . A. RUIZ CABALLERO; DR. J. F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
2. Función del soporte externo
En los pacientes con cifosis severas, existe una modificación del tórax, con su
consecuente modificación de las estructuras responsables de la mecánica ventilatoria (Músculos intercostales, costillas, diafragma). En estos se debe enfatizar en ejercicios encaminados a expandir el tórax. En estos casos de cifosis importantes, se
podría pensar en el uso de ortosis dorsolumbares semi rígidas con correas al hombro. En casos más severos, con múltiples fracturas por acuñamiento, pueden ser
útiles las ortesis moldeadas de contacto total en plipropileno.
Se les debe recomendar a los pacientes evitar dejar de trabajar en las actividades de la vida diaria26. Esto puede requerir ajustes del escritorio y de la silla, utilizando almohadas, para mejorar el soporte de la región lumbar. Colchón duro con
madera contrachapada sobre el colchón de resorte es una medida que ayuda a
mejorar el soporte sobre la región lumbar y ayuda a prevenir el aumento de la cifosis durante el dormir.
a)
Reduce el dolor. (Normalmente en la unión dorsolumbar). Por reducir la
movilidad de la columna. Por reducir la presión en los cuerpos vertebrales.
b) Previene una mayor deformidad.
e) Puede ayudar a impedir las fracturas en cuña.
di Se consigue la movilización vertebral mínima.
El uso de soportes posteriores para minimizar o prevenir complicaciones de la
osteoporosis en general, a pesar de los pocos estudios relacionados publicados.
De acuerdo a Parry, únicamente 14 de 3.410 Cirujanos Ortopédicos Americanos,
refirió en 1970 nunca haber prescrito algún tipo de ortesis para problemas lumbares (28).
Tipos de soportes externos
a) Ortesis dorsolumbares de control anteroposterior alta y rígida.
b) Fajas altas dorso\ umbares.
e) Fajas lumbo sacras.
Medidas preventivas
Se debe instruir al paciente en eliminar actividades que implique el cargar y levantar
objetos. Utilizar calzado apropiado con tacones de goma. Utilizar bastón para mejorar
el balance, y reducir las posibilidades de caídas, y disminuir el dolor lumbar al reducir
la carga de peso. Se debe instruir sobre posturas adecuadas (Higiene postura\).
Se debe instruir también en estiramiento de pectorales, respiración profunda,
extensión posterior lumbar y evitar cargar en las espaldas. Se aconseja la práctica
de natación y ciclismo. Fortalecer por medio de ejercicios isométricos la musculatura abdominal, de una manera que no cause inadecuado estiramiento de los ligamentos de la columna. Evitar los ejercicios que involucren flexión de la columna27.
Asociado aesto continuar con el régimen dietario, con la suplencia adecuada de calcio.
Las indicaciones, las funciones y la aplicabilidad clínica de las ortesis son las
siguientes.
1. Síntomas
a) Dolor, a cualquier nivel.
b) Deformidad progresiva (flexión) debida a fracturas (cuerpos vertebrales en
cuña).
e) Atrofia de la musculatura (a causa de la inactividad).
Como complicación asociada al uso prolongado de orteosis lumbares, está la
debilidad de la musculatura del tronco tanto de flexo res como extensores.
Los estudios de Bartelink (29) y Million y asociados (301 describen los efectos de
varias ortesis sobre la presión abdominal y la presión en el disco intervertebrallumbar, pero no relacionan el costo, comodidad, y estética, las cuales son limitantes en el
momento de la intervención terapéutica. Ahlgren y Hansen (31) mostraron que únicamente 3/4 de los pacientes se ponían la ortesis inmediatamente se le prescribía.
El uso de soportes lumbares minimiza o previene las complicaciones de la osteoporosis, los pocos estudios relacionados sobre la utilización de soportes toracolumbares y lumbosacros han evidenciado sustanciáles limitaciones incluyéndose:
al Pobre comodidad por disconformidad o restricción del movimiento generalizado.
bl Costo.
e) Apariencia estética.
d) Contraindicaciones médicas al uso de soportes rígidos (26, 32).
Programa de prevención
3 factores de riesto
Indicaciones para medida de la masa ósea
t
Medida de masa ósea
1
t
f
MASA ÓSEA
< 1 D.E. Bajo la media
del valor pico normal
t
Grupo 1
1
+
l
t
Grupo 11
1
l
Apropiada intervención farmacológica y
no farmacológica
•
Grupo 111
1
~
~
Educación
Factores de riesgo
Peligros del ambiente
MASA ÓSEA
> 2.5. D.E. Bajo la media
del valor pico normal
MASA ÓSEA
> 1y< 2.5. D.E. Bajo la media del
valor pico normal
1
~
Consejería dietaría
1
1
D.E. Desviación Estándar
Tabla 1
Flujograma de intervención en osteoporosis
168
XXII JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA
© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
Otras consideraciones especiales
Estudio biomecánico de la columna vertebral
Ejercicios posturales y portes de postura en entrenamiento (PTS: Posture
Training Support). (Figura 8). Y encontraron una conformidad más pobre
en el grupo del soporte toracolumbar, con respecto al del PTS y un signifi·
cativo incremento de la fuerza posterior en el grupo del PTS con respecto
al control y al del soporte convencional. Dado la pequeña muestra sugie·
ren realizar estudios más conclusivos al respecto (26,32).
Grupo 1
Grupo 11
Grupo 111
Pectoral.
Hombros en abducción a 90' y anos detrás de la cabeza.
Mantener por 30' seg, repetir 15 veces. Incrementar el
tiempo a 1 min.
Incorporar respiración profunda con la extensión.
Igual a l.
Igual a l.
Inicialmente en prono o sentado en silla.
Puede continuar con equipo de resistencia.
Inicialmente mostrado por profesional.
Realizar entrenamiento 3-5 veces por semana en casa o
con equipo de resistencia.
Inicialmente sentado en silla, puede progresar a posición
pro na.
Puede continuar con equipo de resistencia supervisado por
profesional.
Plan casero o con equipo 3-5 veces por semana.
Demostración profesional. Puede progresar bajo supervi·
sión estricta con ligera resistencia y lenta progresión.
Progresar a programa casero diario.
Colocado en posición supina, con ambas rodillas dobladas
a 90' y caderas flejadas a 90', baje, manteniendo recto del
dorso. Con las caderas y rodillas a 90', baje y suba las pier·
nas, manteniendo el dorso recto.
En posición supina con una rodilla doblada y la opuesta
extendida. Levante la pierna 4 pulgadas y mantenga 10
seg. Repetir 15 veces.
Puede contraer voluntariamente la musculatura abdominal
y pélvica estado de pie o sentado.
Sentado o de pie, contraer los músculos abdominales y
pélvicos, por 30 seg y repetir 15 veces.
Inclinación pélvica. Ejercicios en supino bajo control médico.
Utilizar theraband de 2·41ibras, resistencia moderada (rojo
y verde).
Extensión de hombros por arriba de cabeza. Flexiones de
pecho.
Ejercicio resistido medio con theraband de 1·2 libras amari·
lla.
Flexiones de pecho de mínimo impacto.
Ejercicios de manos con plastilina.
Mantenimiento de arcos de movilidad y progresar a thera·
band de 1·2 libras. Ejercicios monitoreados de resitencia en
manos.
Ejercicios con plastilina.
Caminar.
Trotar.
Máquina de esquí a campo traviesa.
Aeróbicos de bajo impacto. Step.
30m in 3-5 por semana.
Bombeo de piernas.
Agudo: terapia en piscina. Caminar.
Aeróbicos de bajo impacto, step 30 min 3·5 por semana.
Ejercicio de cuadriceps isométrico y bombeo de piernas.
Terapia en piscina. Caminar 30m in, 3-5 por semana.
Ejercicio isométricos para cuadriceps y bombeo de pierna.
Demostrar balance de pies sin apoyo.
Balance en un pie por 30 seg. Sin apoyo.
Programa de prevención de caídas.
Igual a grupo l.
Instrucción sobre técnicas adecuadas para transferencias.
Utilización de aditamentos para marcha si es necesario.
Igual a grupo 1, pero el balance en 1 pie solo 15 seg.
Considerar protectores de cadera y aditamentos para la
marcha.
Todo peso extra tiene que ser llevado pegado al cuerpo.
Fleje las piernas, no incline el tronco.
Eliminar la flexión de columna.
Ergonomía.
Igual l.
Precaución con cargas superiores a 10 libras.
Igual al grupo l.
Evitar cargas superiores a 10 libras.
Auto corrección.
Estiramientos atrás indicados de hombros pectorales, etc.
Estiramiento manual de retracciones de tejidos blandos.
Igual a grupo l.
Se puede beneficiar de PTS (corrector de postura indicado
en el artículo).
Igual al grupo 11.
Puede requerirTLSo•• o chaqueta moldeada.
Descanso.
Paquetes calientes, paquetes fríos yTENS***.
Puede beneficiarse de PTS, o abdominal corseo TLSO.
Soporte farmacológico y psicológico
Igual al grupo 11.
Puede requerir además bloqueo de nervio intercostal.
• PTS: soportes de postura.
** TLSO: Ortosis toracolumbosacra.
*** TENS: Estimulación eléctrica transcutanea.
Tomado de: BONNER F, CHESNUT, ET AL. Osteoporosis. In: DE LISA J, GANS B.
Rehabilitation Medicine: Principies and Practice. Third ed. Lippincott- Raven Publishers, Philadelphia. 1998. Pg. 1465.
Tabla 2
Grupos de intervención de pacientes con osteoporosis
XXII JORNADAS CANARIAS DE TRAUMATOLOGIA Y CIRUGIA ORTOPEDICA
169
© Del documento,los autores. Digitalización realizada por ULPGC. Biblioteca Universitaria,2011.
e)
En el departamento de Medicina Física y Rehabilitación de la Clínica Mayo se
realizó un estudio prospectivo, randomizado y controlado, en el cual se compara·
ron la conformidad y se evaluaron los cambios en la fuerza de la región lumbar en
45 mujeres con osteoporosis. Dividieron el grupo total en 3 subgrupos:
a) Ejercicios postura les únicamente.
b) Ejercicios postura les y soporte toracolumbar convencional
DRA. E. l. ROMERA GARCÍA; DR. R. NAVARRO GARCÍA; DR. J, A. RUIZ CABALLERO; DR. J, F. JIMÉNEZ DÍAZ; DRA. E. BRITO OJEDA
Hemos descrito diferentes formas de tratamiento de rehabilitación en el paciente
con osteoporosis, pero uno de los más valiosos es el flujograma expuesto por
Bonner y colaboradores (33). (Tablas 1 y 2), el cual recomendamos nosotros para
implementar en este tipo de pacientes.
La Osteoporosis es un problema real de Salud pública si se entiende en su definición como caracterizada por una disminución real y cuantitativa en la masa ósea
lo cual confiere susceptibilidad incrementada para riesgo de fractura .
La etiopatogenia todavía no está muy clara, existen varias teorías que buscan
una explicación de esta, sin lograr una compresión total y adecuada de la entidad.
En la actualidad existen muchos estudios encaminados a mejorar el tratamiento,
e especial el farmacológico, con el desarrollo de nuevos productos, con diferentes
funciones, buscando mejorar el equilibrio óseo, sin embargo consideramos que el
tratamiento debe ser integral y multidisciplinario por lo que pensamos que el papel
del rehabilitador es fundamental en diferentes estados de la enfermedad.
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Figura 8
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