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Biomecánica de la función Respiratoria
Universidad Arturo Michelena
Facultad de ciencias de laSalud
Escuela de Fisioterapia
Facilitador:
Lcdo. FrankRamírez
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
linfáticay circulatoria.
Chaitow,2006
Repasoanatómico
Compartimientos
1. Mediastino
2. Cavidad Pleural Derecha
3. Cavidad Pleural Izquierda
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Protección órganos internos
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Netter,F.1994.
Vertebradorsal
El espesor del disco es de aproximadamente 1/6del 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
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Vertebradorsal
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1
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11
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Costillas
12pares
•1 –7 vertebroesternal
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Las costillas
Las costillas
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Articulacionesdel tórax
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Articulacionesdel tórax
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2. Esternocondrales
3. Costocondrales
4. Intercondrales
5. Costovertebrales
6. Costotransversas
Articulacionesdel 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 dela cavidad torácica.
Adalbert Kapanji,2002
Biomecánica
Durantela flexión del
raquis dorsal se
promueve uncierrede
los espacios
intercostales
anteriores.
Especialmente en la
región inferior.
Durantela extensión
del raquis dorsal ocurre
una apertura de los
espacios intercostales
anteriores.
Especialmente en la
región superior.
Biomecánica
Calais, 1999.
Notaclínica: similarmenteunadeficiencia
estructural del tórax como unahipercifosis,
restringe la respiración por bloqueo posicional
costal.
Duranteel movimiento de
flexión lateral, en el lado de
la convexidad raquídea, el
tórax seeleva ylos espacios
intercostales aumentan. En
el ángulo dela concavidad
se observan fenómenos
inversos.
Biomecánica
Notaclínica:
Deforma similar una deficiencia
estructural del tórax como la
escoliosis puede crearrestricción
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
unadeformación de unpar de costillas asociadas”.
Adalbert Kapanji,2002
Biomecánica
Durantela rotación ocurrenlos siguientes fenómenosen
4 cuadrantes:
1. Acentuacióndela concavidad costal en el cuadrante
posterior homolateral a la rotación
2. Disminución de la convidad costal enel cuadrante
posterior contralateral a la rotación
3. Acentuacióndela 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 patrónmás superficial, si bien el más frecuente yel
menos saludable. Se concentra en la zonaclavicular y las costillas superiores,
no llega aproducirse una ventilación completa, ni activación total del
diafragma.Se puede distinguir respiración costal superior con ascenso osin
ascenso clavicular. Predomina en mujeres.
Costo-diafragmatico (mixto): se produce granmovilidadde las costillas
inferiores y la partesuperior del abdomen. Eldiafragma participa
activamente. Setrata del tipode respiración fisiológicamente más
adecuado. Predomina en hombres.
Abdominal: el tóraxpermanece inmóvil yes el abdomen quien demuestra una extraordinaria
movilidad. Es el tipode respiración utilizadopor losbebés ypor 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
MecánicaVentilatoria
Músculos de la espiración
Productores
No existen
Facilitadores
Intercostales
internos
Accesorios
Abdominales
Triangular
del esternón
MecánicaVentilatoria
MecánicaVentilatoria
Fase
inspiratoria
Fase
espiratoria
Ciclo
ventilatorio
Ventilación: proceso mecánico de movilización de gas (aire atmosférico), entre dos
compartimientos;la atmosferay el alvéolopulmonar.
MecánicaVentilatoria
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
MecánicaVentilatoria
MecánicaVentilatoria
Movimiento en asadeBalde
MecánicaVentilatoria
Capacidad del pulmón depara 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 lacapacidad de adaptación del pulmón como de la caja torácica.
MecánicaVentilatoria
MecánicaVentilatoria
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
MecánicaVentilatoria
Capacidad del pulmón de recobrar su posición de reposo, una vezque
desaparecen las fuerzas que previamente lo han modificado. Es la
inversa de la distensibilidad.
MecánicaVentilatoria
MecánicaVentilatoria
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
MecánicaVentilatoria
Laminar
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Flujo: movimiento de moléculas de líquido o gas a través de unconducto.
MecánicaVentilatoria
Es un musculoplano, anchoydelgado que forma un tabique entreel tórax yel abdomen.
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Esta constituido:
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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
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Dos cordones fibrotendinosos solidos einextensibles, derechoe
izquierdo.
- El pilar derecho seinserta enla cara anterior dela 1º, 2º y
3º vertebra lumbar ysus discos intervertebrales.
- El pilar izquierdo se inserta sobre la 1º y la 2ºvertebra
lumbar ysus discos intervertebrales.
Lateralmentese encuentranpilares accesorios que constituiran
la arcada del psoas yla arcada del cuadrado lumbar.
El diafragma
Centro tendinoso (centro frénico)
Conforma de trebol de3 hoja todas las fibras de las 3 inserciones convergenenél. Las hojas se denominan:
anterior,lateral derecho ylateral izquierdo.
Hiatos y forámenes
Tresorificios principales perforan el
diafragma
1. Foramen de la vena cava inferior
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3. Hiato esofágico
El diafragma
El diafragma
Yokochi, 1989
NerviosFrénicos
Contraccióndeldiafragma
El diafragma
En el decúbito supino el desplazamiento delas
vísceras abdominales aumentanel 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 aumentala
movilidad del hemitorax localizado supralateral.
Cambiosposicionales
Las presiones positiva y negativa alternantesde las cavidades
torácica y abdominal participan en los procesos de inspiración y
espiración, así como en la mecánica de los líquidos, ayudandoal
retorno venoso yel flujo linfático.
Durantela inspiración la disminución de la presión
torácica asu vez aumenta lapresión en la cavidad
abdominal. Como resultado las venas abdominales se
comprimen ypromueve el retorno venoso hacia las
venas torácicas yel corazón.
Cuandolapresión 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. Noobstante,
este mecanismo es compensado mediante lasválvulas
venosas que evitan el reflujo de sangre.
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“La vida no se cuenta por las veces
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Kinesiologia de tórax

  • 1. Biomecánica de la función Respiratoria Universidad Arturo Michelena Facultad de ciencias de laSalud Escuela de Fisioterapia Facilitador: Lcdo. FrankRamírez Fisioterapeuta
  • 2. 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 linfáticay circulatoria. Chaitow,2006
  • 3. Repasoanatómico Compartimientos 1. Mediastino 2. Cavidad Pleural Derecha 3. Cavidad Pleural Izquierda Propósitos Protección órganos internos Variaciónde su volumen
  • 6. El espesor del disco es de aproximadamente 1/6del 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. Vertebradorsal
  • 7. Porciones: Manubrio Cuerpo Apófisisxifoides Angulode Louis (a nivelde2º costilla) 18cms Adulto Esternón Esternón
  • 8. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Costillas 12pares •1 –7 vertebroesternal •8 –10vertebrocondrial •11– 12 vertebrales (flotantes) Las costillas
  • 12. 1. Esternocostoclaviculares 2. Esternocondrales 3. Costocondrales 4. Intercondrales 5. Costovertebrales 6. Costotransversas Articulacionesdel tórax
  • 13. 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
  • 14. 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.
  • 16. 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 dela cavidad torácica. Adalbert Kapanji,2002 Biomecánica
  • 17. Durantela flexión del raquis dorsal se promueve uncierrede los espacios intercostales anteriores. Especialmente en la región inferior. Durantela extensión del raquis dorsal ocurre una apertura de los espacios intercostales anteriores. Especialmente en la región superior. Biomecánica Calais, 1999. Notaclínica: similarmenteunadeficiencia estructural del tórax como unahipercifosis, restringe la respiración por bloqueo posicional costal.
  • 18. Duranteel movimiento de flexión lateral, en el lado de la convexidad raquídea, el tórax seeleva ylos espacios intercostales aumentan. En el ángulo dela concavidad se observan fenómenos inversos. Biomecánica Notaclínica: Deforma similar una deficiencia estructural del tórax como la escoliosis puede crearrestricción ventilatoria. Calais, 1999.
  • 19. 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 unadeformación de unpar de costillas asociadas”. Adalbert Kapanji,2002 Biomecánica
  • 20. Durantela rotación ocurrenlos siguientes fenómenosen 4 cuadrantes: 1. Acentuacióndela concavidad costal en el cuadrante posterior homolateral a la rotación 2. Disminución de la convidad costal enel cuadrante posterior contralateral a la rotación 3. Acentuacióndela 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
  • 21. Patrón torácico: es el patrónmás superficial, si bien el más frecuente yel menos saludable. Se concentra en la zonaclavicular y las costillas superiores, no llega aproducirse una ventilación completa, ni activación total del diafragma.Se puede distinguir respiración costal superior con ascenso osin ascenso clavicular. Predomina en mujeres. Costo-diafragmatico (mixto): se produce granmovilidadde las costillas inferiores y la partesuperior del abdomen. Eldiafragma participa activamente. Setrata del tipode respiración fisiológicamente más adecuado. Predomina en hombres. Abdominal: el tóraxpermanece inmóvil yes el abdomen quien demuestra una extraordinaria movilidad. Es el tipode respiración utilizadopor losbebés ypor los adultos en decúbito Biomecánica
  • 22. 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 MecánicaVentilatoria
  • 23. Músculos de la espiración Productores No existen Facilitadores Intercostales internos Accesorios Abdominales Triangular del esternón MecánicaVentilatoria
  • 25. Fase inspiratoria Fase espiratoria Ciclo ventilatorio Ventilación: proceso mecánico de movilización de gas (aire atmosférico), entre dos compartimientos;la atmosferay el alvéolopulmonar. MecánicaVentilatoria
  • 26. 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 MecánicaVentilatoria
  • 29. Capacidad del pulmón depara 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 lacapacidad de adaptación del pulmón como de la caja torácica. MecánicaVentilatoria
  • 31. 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 MecánicaVentilatoria
  • 32. Capacidad del pulmón de recobrar su posición de reposo, una vezque desaparecen las fuerzas que previamente lo han modificado. Es la inversa de la distensibilidad. MecánicaVentilatoria
  • 34. 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 MecánicaVentilatoria
  • 35. Laminar Turbulento Transicional Flujo: movimiento de moléculas de líquido o gas a través de unconducto. MecánicaVentilatoria
  • 36. Es un musculoplano, anchoydelgado que forma un tabique entreel tórax yel abdomen. Forma de cúpula conconvexidad superior (torácica). Esta constituido: 1. Uncentro tendinoso (centro frénico) 2. Inserciones: a) Esternales b) Costales c) Lumbares El diafragma
  • 37. 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
  • 38. Inserciones lumbares (pilares del diafragma) Dos cordones fibrotendinosos solidos einextensibles, derechoe izquierdo. - El pilar derecho seinserta enla cara anterior dela 1º, 2º y 3º vertebra lumbar ysus discos intervertebrales. - El pilar izquierdo se inserta sobre la 1º y la 2ºvertebra lumbar ysus discos intervertebrales. Lateralmentese encuentranpilares accesorios que constituiran la arcada del psoas yla arcada del cuadrado lumbar. El diafragma
  • 39. Centro tendinoso (centro frénico) Conforma de trebol de3 hoja todas las fibras de las 3 inserciones convergenenél. Las hojas se denominan: anterior,lateral derecho ylateral izquierdo. Hiatos y forámenes Tresorificios principales perforan el diafragma 1. Foramen de la vena cava inferior 2. Hiato aórtico 3. Hiato esofágico El diafragma
  • 43. En el decúbito supino el desplazamiento delas vísceras abdominales aumentanel 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 aumentala movilidad del hemitorax localizado supralateral. Cambiosposicionales
  • 44. Las presiones positiva y negativa alternantesde las cavidades torácica y abdominal participan en los procesos de inspiración y espiración, así como en la mecánica de los líquidos, ayudandoal retorno venoso yel flujo linfático. Durantela inspiración la disminución de la presión torácica asu vez aumenta lapresión en la cavidad abdominal. Como resultado las venas abdominales se comprimen ypromueve el retorno venoso hacia las venas torácicas yel corazón. Cuandolapresión 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. Noobstante, este mecanismo es compensado mediante lasválvulas venosas que evitan el reflujo de sangre. Bombatorácica
  • 45. “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”