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”