Bf 17 Visión I Conferencia Nov 2009
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20/06/22 20/06/22 Biomecánica Biomecánica 1 BIOMECÁNICA BIOMECÁNICA Ing. Mario León Viteri Ing. Mario León Viteri
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14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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BIOMECÁNICABIOMECÁNICA
Ing. Mario León ViteriIng. Mario León Viteri
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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La Biomecánica estudia el movimiento en La Biomecánica estudia el movimiento en los seres vivos, atendiendo a sus causas y los seres vivos, atendiendo a sus causas y
consecuenciasconsecuencias El movimiento es una de las características El movimiento es una de las características
de los seres vivos y no significa de los seres vivos y no significa necesariamente el desplazamiento de un necesariamente el desplazamiento de un
lugar a otro.lugar a otro.
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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La materia viva en el interior de la célula La materia viva en el interior de la célula también está en continuo movimientotambién está en continuo movimiento
Los organismos se mueven al interactuar Los organismos se mueven al interactuar con el ambiente.con el ambiente.
El tipo de movimiento en los animales es El tipo de movimiento en los animales es muy variado: se retuercen, nadan, reptan, muy variado: se retuercen, nadan, reptan, caminan, corren o vuelan.caminan, corren o vuelan.
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La locomoción La locomoción puedepuede ser el ser el resultado deresultado de
Un lento deslizamiento de las células Un lento deslizamiento de las células ((movimiento ameboide)movimiento ameboide)
La oscilación de los La oscilación de los cilioscilios (diminutas (diminutas prolongaciones filiformes de las células).prolongaciones filiformes de las células).
La oscilación de los La oscilación de los flagelosflagelos (de igual (de igual estructura que los cilios pero con mayor estructura que los cilios pero con mayor longitud)longitud)
La contracción muscular La contracción muscular
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Otros animales: esponjas, corales y ostras, Otros animales: esponjas, corales y ostras, no se mueven cuando adultos, permanecen no se mueven cuando adultos, permanecen adheridos a una superficie y a veces tienen adheridos a una superficie y a veces tienen flagelos.flagelos.
Esos flagelos oscilan rítmicamente, mueven Esos flagelos oscilan rítmicamente, mueven el agua circundante y permiten que el el agua circundante y permiten que el animal obtenga los alimentos.animal obtenga los alimentos.
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Las plantas también se mueven pero en forma Las plantas también se mueven pero en forma distinta.distinta.
Por ejemplo, orientan sus hojas hacia el sol y Por ejemplo, orientan sus hojas hacia el sol y crecen hacia la luz (fototropismo)crecen hacia la luz (fototropismo)
El movimiento del citosol (componente líquido del El movimiento del citosol (componente líquido del citoplasma en cual están suspendidos los citoplasma en cual están suspendidos los
organelos) suele acelerarse o detenerse con los organelos) suele acelerarse o detenerse con los cambios de la cantidad de luz.cambios de la cantidad de luz.
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En los animales superiores, el movimiento es En los animales superiores, el movimiento es el resultado de la acción conjunta de el resultado de la acción conjunta de
fuerzasfuerzas generadas por los músculos que generadas por los músculos que actúan sobre los tendones y de éstos sobre actúan sobre los tendones y de éstos sobre
los huesos.los huesos.
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La acción de las fuerzas puede La acción de las fuerzas puede dar lugar a:dar lugar a:
MovimientoMovimiento Estabilidad Estabilidad EmpujeEmpuje TracciónTracción FlujoFlujo
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Los seres vivos dependen de la Los seres vivos dependen de la acción de fuerzasacción de fuerzas
Que, por ejemplo,:Que, por ejemplo,: Hacen circular la sangre a lo largo del Hacen circular la sangre a lo largo del
sistema cardiocirculatoriosistema cardiocirculatorio Permiten el flujo de aire hacia y desde los Permiten el flujo de aire hacia y desde los
pulmones.pulmones. Propulsan la orina a lo largo del nefrónPropulsan la orina a lo largo del nefrón
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Las fuerzas también están presentes en:Las fuerzas también están presentes en:
La transposición de un tendón,La transposición de un tendón,
Una artrodesis (fusión de dosUna artrodesis (fusión de dos
huesos en el punto en que sehuesos en el punto en que se
articulan)articulan)
Una osteotomía (Corte de un hueso)Una osteotomía (Corte de un hueso)
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Una fuerza hace posibleUna fuerza hace posible
Que una persona permanezca sentada.Que una persona permanezca sentada. O que una molécula ocupe un determinado O que una molécula ocupe un determinado
lugar en el organismolugar en el organismo Que un átomo o partícula permanezca en Que un átomo o partícula permanezca en
un determinado lugar del cuerpo.un determinado lugar del cuerpo.
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Los huesos contienen cristales de Los huesos contienen cristales de carbonato de calcio y fosfato de calcio.carbonato de calcio y fosfato de calcio.
Estos átomos forman un cristal sólo si las Estos átomos forman un cristal sólo si las fuerzas eléctricas son lo suficientemente fuerzas eléctricas son lo suficientemente grandes para atraparlos. grandes para atraparlos.
Y permanecerán en ese lugar hasta que Y permanecerán en ese lugar hasta que esas fuerzas cambien (cáncer)esas fuerzas cambien (cáncer)
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Clases de fuerzasClases de fuerzas
La Fuerza de Gravitación UniversalLa Fuerza de Gravitación Universal:: Dos cuerpos se atraen con una fuerza que Dos cuerpos se atraen con una fuerza que
depende de sus masas y de la distancia que depende de sus masas y de la distancia que los separa.los separa.
El peso es una de sus consecuenciasEl peso es una de sus consecuencias Es el resultado de la atracción entre la tierra Es el resultado de la atracción entre la tierra
y los objetos.y los objetos.
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Otra consecuencia de la fuerza Otra consecuencia de la fuerza gravitacional, es la formación de venas gravitacional, es la formación de venas varicosas, cuando la sangre retorna al varicosas, cuando la sangre retorna al corazón desde las extremidades inferiores, corazón desde las extremidades inferiores, venciendo a la gravedad.venciendo a la gravedad.
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Sin embargo, la fuerza gravitacional ayuda Sin embargo, la fuerza gravitacional ayuda a la conservación de los huesos (la pérdida a la conservación de los huesos (la pérdida aparente de peso de los astronautas se aparente de peso de los astronautas se debe a la pérdida de los minerales óseos).debe a la pérdida de los minerales óseos).
Largos períodos de permanencia en reposo Largos períodos de permanencia en reposo (convalecencia) modifican la interacción de (convalecencia) modifican la interacción de las fuerzas en el organismo (pérdida ósea)las fuerzas en el organismo (pérdida ósea)
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La fuerza eléctricaLa fuerza eléctrica
El ascensor, el teléfono, la calculadora, el El ascensor, el teléfono, la calculadora, el electrocardiograma, etcétera, son el producto de electrocardiograma, etcétera, son el producto de fuerzas eléctricas que resultan de lafuerzas eléctricas que resultan de la atracción y atracción y repulsión entre cargas eléctricas.repulsión entre cargas eléctricas.
La electricidad es un flujo de electrones, iones o La electricidad es un flujo de electrones, iones o de los dos a la vez que da lugar a fuerzasde los dos a la vez que da lugar a fuerzas
Las fuerzas eléctricas son mucho más intensas Las fuerzas eléctricas son mucho más intensas que las gravitacionalesque las gravitacionales
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La fuerza eléctricaLa fuerza eléctrica
Por ejemplo, la fuerza eléctrica desarrollada Por ejemplo, la fuerza eléctrica desarrollada entre el protón y el electrón de un átomo de entre el protón y el electrón de un átomo de hidrógeno es 10hidrógeno es 103939 veces más grande que la veces más grande que la fuerza gravitacional (debida a sus masas) fuerza gravitacional (debida a sus masas)
entre ellos.entre ellos.
1000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.0001000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000
1000 sixtillones de veces más grande que la 1000 sixtillones de veces más grande que la de atracción debida a esas masasde atracción debida a esas masas
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El magnetismoEl magnetismo
La magnetita que es un mineral, atrae a La magnetita que es un mineral, atrae a limaduras de hierrolimaduras de hierro
Esta propiedad se denomina magnetismo y Esta propiedad se denomina magnetismo y los cuerpos que la manifiestan se los cuerpos que la manifiestan se
denominan denominan imanesimanes.. Las fuerzas con que se atraen se Las fuerzas con que se atraen se
denominan magnéticas y son consecuencia denominan magnéticas y son consecuencia de las fuerzas eléctricas existentes en el de las fuerzas eléctricas existentes en el
interior de los imanes interior de los imanes
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Las Fuerzas ElectromagnéticasLas Fuerzas Electromagnéticas
Se deben a la atracción o repulsión de Se deben a la atracción o repulsión de fuerzas eléctricas y magnéticas.fuerzas eléctricas y magnéticas.
Una fuerza magnética puede ser generada Una fuerza magnética puede ser generada por cargas eléctricas en movimientopor cargas eléctricas en movimiento
Del mismo modo, una fuerza eléctrica Del mismo modo, una fuerza eléctrica puede ser generada por un campo puede ser generada por un campo magnético en movimientomagnético en movimiento
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Las Fuerzas Nucleares del ÁtomoLas Fuerzas Nucleares del Átomo
En el átomo están presentes:En el átomo están presentes: 1.- Fuerza nuclear fuerte1.- Fuerza nuclear fuerte
2.- Fuerza nuclear débil2.- Fuerza nuclear débil
Las dos están involucradas en la medicina Las dos están involucradas en la medicina nuclearnuclear
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1.-1.-La fuerza nuclear fuerteLa fuerza nuclear fuerte: :
Es la responsable de la estabilidad del núcleo Es la responsable de la estabilidad del núcleo atómico, vence la repulsión generada por la carga atómico, vence la repulsión generada por la carga positiva de los protones (ppositiva de los protones (p++))
E impide que los electrones (eE impide que los electrones (e--) sean atraídos por ) sean atraídos por el núcleoel núcleo
Toda la carga positiva del átomo se concentra en Toda la carga positiva del átomo se concentra en el núcleo mientras que la negativa se distribuye en el núcleo mientras que la negativa se distribuye en las órbitas.las órbitas.
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El volumen del núcleo es la 1/100 000 parte del El volumen del núcleo es la 1/100 000 parte del volumen atómico totalvolumen atómico total
A pesar de que ese volumen es muy pequeño, ahí A pesar de que ese volumen es muy pequeño, ahí se concentra la mayor masa del átomo por lo que se concentra la mayor masa del átomo por lo que la densidad del átomo es muy grande. Si el núcleo la densidad del átomo es muy grande. Si el núcleo tuviese el tamaño de una canica, pesaría 34.000 tuviese el tamaño de una canica, pesaría 34.000 toneladas.toneladas.
Las cargas eléctricas del átomo generan fuerzas Las cargas eléctricas del átomo generan fuerzas de grandes proporcionesde grandes proporciones
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2.-2.-Fuerza nuclear débil:Fuerza nuclear débil: Está involucrada en el decaimiento de los Está involucrada en el decaimiento de los
electrones (Radiación electrones (Radiación ), por lo que se la ), por lo que se la considera como una fuerza de carácter considera como una fuerza de carácter eléctrico.eléctrico.
Hay que vencer esta fuerza para que un Hay que vencer esta fuerza para que un electrón sea eyectado desde su órbita. electrón sea eyectado desde su órbita.
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Ley de CoulombLey de Coulomb
Partículas de igual carga se repelen; las de carga Partículas de igual carga se repelen; las de carga contraria, se atraen.contraria, se atraen.
Los electrones no son atraídos por el núcleo, Los electrones no son atraídos por el núcleo, porque:porque:
1.- Su velocidad desarrolla una fuerza centrífuga 1.- Su velocidad desarrolla una fuerza centrífuga que los aleja del núcleo.que los aleja del núcleo.
2.- Una parte de la energía gravitacional, 2.- Una parte de la energía gravitacional, denominada de denominada de ligazónligazón se emplea para mantener se emplea para mantener al electrón en su órbita.al electrón en su órbita.
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Nuestro organismo es básicamente Nuestro organismo es básicamente una máquina eléctrica:una máquina eléctrica:
La fuerza desarrollada por el músculo es el La fuerza desarrollada por el músculo es el resultado del reordenamiento de cargas eléctricas resultado del reordenamiento de cargas eléctricas
en el sarcómero cuando llega un estímulo.en el sarcómero cuando llega un estímulo. Entre las caras de la membrana celular se Entre las caras de la membrana celular se presenta una diferencia de potencial de 60 mV presenta una diferencia de potencial de 60 mV (milivoltios,(milivoltios,< 0.1V), < 0.1V), peropero da lugar a un campo da lugar a un campo
eléctrico.eléctrico. Este potencial de reposo equivale a Este potencial de reposo equivale a
101055 voltios/centímetro voltios/centímetro
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Estática y DinámicaEstática y Dinámica
Las fuerzas exteriores y las desarrolladas Las fuerzas exteriores y las desarrolladas por el cuerpo, en especial por sistema por el cuerpo, en especial por sistema muscular, dan lugar a que el organismo se muscular, dan lugar a que el organismo se encuentre: encuentre:
1.- En equilibrio (Estática)1.- En equilibrio (Estática) 2.- En aceleración (Dinámica)2.- En aceleración (Dinámica)
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EstáticaEstática
Es el estudio de los efectos de las fuerzas Es el estudio de los efectos de las fuerzas aplicadas a un cuerpo en equilibrio.aplicadas a un cuerpo en equilibrio.
Cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio Cuando un cuerpo se encuentra en equilibrio está en reposo o moviéndose con un MURestá en reposo o moviéndose con un MUR
Un cuerpo en equilibrio se denomina Un cuerpo en equilibrio se denomina estacionarioestacionario
La resultante de las fuerzas y momentos, que La resultante de las fuerzas y momentos, que actúan sobre ese cuerpo, es igual a cero.actúan sobre ese cuerpo, es igual a cero.
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El sistema músculo esquelético funciona El sistema músculo esquelético funciona gracias a fuerzas “internas” producidas por gracias a fuerzas “internas” producidas por el músculo que se transmiten a través de el músculo que se transmiten a través de los tendones a los huesos hacia el exterior.los tendones a los huesos hacia el exterior.
La transmisión de fuerzas se produce La transmisión de fuerzas se produce gracias a la acción de gracias a la acción de palancas.palancas.
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La palanca
Es una barra rígida que puede girar alrededor de un punto fijo (punto de apoyo o fulcro).
Están presentes dos fuerzas: 1.-Potencia y 2.-Resistencia
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La potencia es la fuerza necesaria para La potencia es la fuerza necesaria para levantar el peso de la resistencia.levantar el peso de la resistencia.
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Clases de palancasClases de palancas
PRIMER GÉNEROPRIMER GÉNERO (menos frecuentes en el (menos frecuentes en el cuerpo) cuerpo)
Resistencia Apoyo PotenciaResistencia Apoyo Potencia
SEGUNDO GÉNEROSEGUNDO GÉNERO Apoyo Resistencia PotenciaApoyo Resistencia Potencia
TERCER GÉNEROTERCER GÉNERO (más frecuentes) (más frecuentes)
Apoyo Potencia ResistenciaApoyo Potencia Resistencia
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Algunos ejemplos de palancas en Algunos ejemplos de palancas en nuestro cuerponuestro cuerpo
En la cabeza: El músculo trapecio genera En la cabeza: El músculo trapecio genera una fuerza (potencia) para vencer el peso una fuerza (potencia) para vencer el peso de la cabeza (resistencia), el punto de de la cabeza (resistencia), el punto de apoyo está ubicado en la articulación apoyo está ubicado en la articulación occipitoatloidea.occipitoatloidea.
Es una palanca de primer género.Es una palanca de primer género.
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Los gemelos y el soleo provocan una fuerza Los gemelos y el soleo provocan una fuerza (potencia) para vencer el peso del cuerpo (potencia) para vencer el peso del cuerpo (resistencia), con apoyo en los (resistencia), con apoyo en los metatarsianos.metatarsianos.
Es una palanca de segunda clase Es una palanca de segunda clase
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
3434
La fuerza proporcionada por el bíceps La fuerza proporcionada por el bíceps (potencia), levanta el antebrazo (resistencia) (potencia), levanta el antebrazo (resistencia) y se apoya en la articulación del codo.y se apoya en la articulación del codo.
Es una palanca de tercer géneroEs una palanca de tercer género
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
3535
Las palancas son sistemas en equilibrio, por lo Las palancas son sistemas en equilibrio, por lo tanto cumplen con la condición:tanto cumplen con la condición:
Momentos = 0Momentos = 0
El momento debido a la potencia tiene que ser El momento debido a la potencia tiene que ser igual al de la resistencia.igual al de la resistencia.
F F músculo músculo x Dx D = = R R peso a levantar peso a levantar x d x d
D = Distancia cg. músculo hasta el fulcroD = Distancia cg. músculo hasta el fulcro d = Distancia desde la resistencia (peso a d = Distancia desde la resistencia (peso a
levantar) hasta el punto de apoyo. levantar) hasta el punto de apoyo.
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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Determinar la fuerza desarrollada por el Determinar la fuerza desarrollada por el bíceps (M) al levantar un peso (W)bíceps (M) al levantar un peso (W)
Fuerzas actuantes:Fuerzas actuantes: R = reacción del húmero sobre el cúbitoR = reacción del húmero sobre el cúbito M = fuerza proporcionada por el bícepsM = fuerza proporcionada por el bíceps W = peso que levanta la mano W = peso que levanta la mano H = peso del antebrazo, aplicado en el H = peso del antebrazo, aplicado en el
centro de gravedad de ese miembrocentro de gravedad de ese miembro
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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Considerando el punto de aplicación de R como Considerando el punto de aplicación de R como origen para medir las distancias, se tiene que las origen para medir las distancias, se tiene que las distancias son:distancias son:
Entre R y M = 4 cm.Entre R y M = 4 cm. Entre R y H = 14 cm.Entre R y H = 14 cm. Entre R y W = 30 cm.Entre R y W = 30 cm. La distancia para R es 0, porque se están La distancia para R es 0, porque se están
calculando los momentos en ese punto.calculando los momentos en ese punto.
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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Momentos = 0Momentos = 0
+W x 0.30 + H x 0.14 - M x0.04= 0+W x 0.30 + H x 0.14 - M x0.04= 0 W peso que se levanta = 1 KgW peso que se levanta = 1 Kg H = peso del antebrazo = 1.5 Kg.H = peso del antebrazo = 1.5 Kg. H = 1.5 Kg.H = 1.5 Kg. M = Fuerza realizada por el bícepsM = Fuerza realizada por el bíceps
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
3939
Remplazando en la ecuación de momentosRemplazando en la ecuación de momentos 0,30m(1Kg) + 0.14 (1.5) – 0.04M = 00,30m(1Kg) + 0.14 (1.5) – 0.04M = 0M= 12,75 Kg; fuerza ejercida por elM= 12,75 Kg; fuerza ejercida por el
músculo músculo Fuerza que levantó la mano = 1 Kg.Fuerza que levantó la mano = 1 Kg. 13 veces el peso que levantó!13 veces el peso que levantó!
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4040
Fuerzas FriccionalesFuerzas Friccionales
El rozamiento es una fuerza que da lugar a El rozamiento es una fuerza que da lugar a la pérdida de eficiencia de las máquinas.la pérdida de eficiencia de las máquinas.
La dirección de la fuerza de rozamiento al La dirección de la fuerza de rozamiento al caminar, es oblicua.caminar, es oblicua.
Se descompone en una vertical que es Se descompone en una vertical que es contrarrestada por la reacción del suelo y en contrarrestada por la reacción del suelo y en una horizontal que es contrarrestada por las una horizontal que es contrarrestada por las fuerzas de fricción.fuerzas de fricción.
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4141
La componente La componente vertical N (normal) y el vertical N (normal) y el coeficiente de fricción coeficiente de fricción (() determinan la ) determinan la fuerza de rozamiento.fuerza de rozamiento.
FFff = = N N
MaterialMaterial
Ruedas de Ruedas de trentren
0.150.15
Llantas Llantas mojadasmojadas
1.001.00
Llantas Llantas húmedashúmedas
0.700.70
Tendón y Tendón y vainavaina
0.0130.013
ArticulaciónArticulación 0.0030.003
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4242
En articulaciones, la fuerza de fricción es En articulaciones, la fuerza de fricción es muy baja.muy baja.
El encargado de la lubricación es el líquido El encargado de la lubricación es el líquido sinovialsinovial
La mayor parte de los órganos están La mayor parte de los órganos están bañados por una capa de lubricante para bañados por una capa de lubricante para disminuir la fuerza de rozamiento o de disminuir la fuerza de rozamiento o de fricciónfricción
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4343
DINÁMICADINÁMICA
Las fuerzas dan lugar al cambio del estado Las fuerzas dan lugar al cambio del estado de movimiento del cuerpo.de movimiento del cuerpo.
Lo aceleran o lo desaceleranLo aceleran o lo desaceleran La fuerza depende de la masa del cuerpo y La fuerza depende de la masa del cuerpo y
de la aceleraciónde la aceleración
F = m x aF = m x a
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4444
Es más fácil mantener el movimiento de una Es más fácil mantener el movimiento de una silla de ruedas, que iniciar su movimiento.silla de ruedas, que iniciar su movimiento.
Recuerde: La aceleración es la variación de Recuerde: La aceleración es la variación de velocidad en la unidad de tiempo.velocidad en la unidad de tiempo.
a = (v a = (v final - final - vv inicial) / inicial) / tt
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4545
Determine la fuerza generada por el impacto de una Determine la fuerza generada por el impacto de una persona que pesa 60 Kg y que camina con una velocidad persona que pesa 60 Kg y que camina con una velocidad de 4 m/s, choca contra pared por lo que retrocede una de 4 m/s, choca contra pared por lo que retrocede una distancia de 3 centímetros, en 0,2 segundos.distancia de 3 centímetros, en 0,2 segundos.
a = (0 – 4) / 0.2 = 20 m/sa = (0 – 4) / 0.2 = 20 m/s22
F = 60 x 20 = 1200 Kg x m/sF = 60 x 20 = 1200 Kg x m/s22
F = 1200 N F = 1200 N Para transformar Kg a N multiplicar por 9,8 60 Kg = Para transformar Kg a N multiplicar por 9,8 60 Kg =
588 N588 N La fuerza de impacto es el doble del peso de esa La fuerza de impacto es el doble del peso de esa
persona,persona,
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4646
Efectos de las fuerzas en el Efectos de las fuerzas en el organismoorganismo
Dan lugar a:Dan lugar a: Una aparente variación del peso corporalUna aparente variación del peso corporal Cambios en la presión hidrostática de los líquidos Cambios en la presión hidrostática de los líquidos
orgánicosorgánicos Una distorsión y hasta ruptura de los tejidos Una distorsión y hasta ruptura de los tejidos
elásticos del organismoelásticos del organismo Un aumento de la tendencia a la separación de Un aumento de la tendencia a la separación de
los sólidos suspendidos en solucioneslos sólidos suspendidos en soluciones
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
4747
Aceleraciones muy grandes dan lugar a que Aceleraciones muy grandes dan lugar a que los músculos no puedan desarrollar fuerzas los músculos no puedan desarrollar fuerzas suficientes.suficientes.
O que la sangre se acumule en ciertas O que la sangre se acumule en ciertas regiones del cuerpo, dependiendo de la regiones del cuerpo, dependiendo de la dirección de las fuerzas.dirección de las fuerzas.
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EL BALISTOCARDIÓGRAFOEL BALISTOCARDIÓGRAFO
Registra el impulso comunicado al cuerpo Registra el impulso comunicado al cuerpo por la contracción cardíaca que impulsa la por la contracción cardíaca que impulsa la sangre hacia las arterias aorta y pulmonarsangre hacia las arterias aorta y pulmonar
Sirve para medir el gasto cardíaco y la Sirve para medir el gasto cardíaco y la fuerza contráctil del corazónfuerza contráctil del corazón
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Instrumentación y trazado del Instrumentación y trazado del balistocardiogramabalistocardiograma
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Balistogardiógrafo Indirecto de Balistogardiógrafo Indirecto de StarrStarr
Se compone de una tabla móvil en el plano Se compone de una tabla móvil en el plano horizontal, sobre la cual se acuesta al horizontal, sobre la cual se acuesta al individuo y cuyos movimientos son individuo y cuyos movimientos son amplificados y registradosamplificados y registrados
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Balistogradiógrafo directo de Dock y Balistogradiógrafo directo de Dock y TaubmanTaubman
Registro los movimientos de una barra Registro los movimientos de una barra colocada a través de las tibias del individuo colocada a través de las tibias del individuo que está acostado sobre una tabla fija sobre que está acostado sobre una tabla fija sobre la cual oscila gracias a la elasticidad de los la cual oscila gracias a la elasticidad de los tejidostejidos
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EL BALISTOGRAMAEL BALISTOGRAMA
Registra los movimientos del cuerpo Registra los movimientos del cuerpo producidos por las aceleraciones.producidos por las aceleraciones.
Dolencias relacionadas con temblores como Dolencias relacionadas con temblores como el Mal de Parkinson pueden registrarse con el Mal de Parkinson pueden registrarse con la ayuda de sistemas computacionalesla ayuda de sistemas computacionales
Se obtienen gráficos en función de la Se obtienen gráficos en función de la frecuencia y amplitud de los temblores que frecuencia y amplitud de los temblores que sirven de base para la evaluación clínica.sirven de base para la evaluación clínica.
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma
El sistema utiliza como sensores de los El sistema utiliza como sensores de los temblores, tres acelerómetros acoplados en temblores, tres acelerómetros acoplados en la mano y en el antebrazo del pacientela mano y en el antebrazo del paciente
Los sensores están ligados a un circuito que Los sensores están ligados a un circuito que está conectado a un computador que está conectado a un computador que almacena los datos recibidos y los muestra almacena los datos recibidos y los muestra comparándolos con valores fisiológicos. comparándolos con valores fisiológicos.
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Clasificación de los temblores en Clasificación de los temblores en función de la frecuenciafunción de la frecuencia
DiagnósticoDiagnóstico FrecuenciaFrecuencia CaracterísticasCaracterísticas
HolmesHolmes 2-5 Hz2-5 Hz Combinación de Combinación de reposo, postural y reposo, postural y acciónacción
ParkinsonParkinson 3-6 Hz 3-6 Hz ReposoReposo
EsencialEsencial 4-10Hz4-10Hz Postural y Postural y cinéticocinético
FisiológicoFisiológico 8-12Hz 8-12Hz Postural, inducido por Postural, inducido por estrés, medicación, estrés, medicación, ejercicioejercicio
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma
El temblor normal se refleja en el El temblor normal se refleja en el balistocardiogramabalistocardiograma
Los temblores fisiológicos se deben a la vibración Los temblores fisiológicos se deben a la vibración pasiva de los tejidos producida por la actividad pasiva de los tejidos producida por la actividad mecánica del corazón.mecánica del corazón.
Los temblores no son habitualmente percibidos Los temblores no son habitualmente percibidos pero aumentan en situaciones de miedo, pero aumentan en situaciones de miedo, ansiedad, disturbios metabólicos, ejercicios ansiedad, disturbios metabólicos, ejercicios físicos, abandono del alcohol, uso de drogas con físicos, abandono del alcohol, uso de drogas con litio, prednisona.litio, prednisona.
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma
En estas condiciones hay aumento del En estas condiciones hay aumento del débito cardíaco, siendo ejemplos de débito cardíaco, siendo ejemplos de exacerbaciones del temblor fisiológico.exacerbaciones del temblor fisiológico.
El tremor patológico es lento, tiene una El tremor patológico es lento, tiene una frecuencia de 4 a 7 Hz (la mitad de lo frecuencia de 4 a 7 Hz (la mitad de lo normal).normal).
Ataca las partes distales de los miembros, Ataca las partes distales de los miembros, cabeza, lengua, cuerdas vocales, y rara vez cabeza, lengua, cuerdas vocales, y rara vez al tronco. al tronco.
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma
Los síndromes parkisonianos son los más Los síndromes parkisonianos son los más comunescomunes
El problema más frecuente e importante, es El problema más frecuente e importante, es la evaluación de los temblores del paciente la evaluación de los temblores del paciente y decidir si son o no patológicosy decidir si son o no patológicos
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La instrumentación del La instrumentación del balistocardiogramabalistocardiograma
SensoresSensores
AcelerómetrosAcelerómetros
HardwareHardware
SoftwareSoftware
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Aspectos funcionalesAspectos funcionales
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma
Los sensores registran el movimiento del cuerpo Los sensores registran el movimiento del cuerpo del pacientedel paciente
Mientras más cerca se ubiquen paciente y Mientras más cerca se ubiquen paciente y computador, el registro de datos será en tiempo computador, el registro de datos será en tiempo realreal
Los acelerómetros registran las aceleracionesLos acelerómetros registran las aceleraciones El sistema colecciona los datos registrados en la El sistema colecciona los datos registrados en la
brazo del paciente (tendón del antebrazo) y dos brazo del paciente (tendón del antebrazo) y dos dedos: índice y mediodedos: índice y medio
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…….El Balistocardiograma Acelerómetros.El Balistocardiograma Acelerómetros
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Examen del tremor en reposoExamen del tremor en reposo
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Examen del tremor posturalExamen del tremor postural
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Examen del tremor cinéticoExamen del tremor cinético
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Señal de las amplitudes en + / - 5 Señal de las amplitudes en + / - 5 voltios versus tiempo (ms)voltios versus tiempo (ms)
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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…….El Balistocardiograma.El Balistocardiograma DIAGNÓSTICOS DE LOS PACIENTES ANALIZADOS
Diagnóstico Frecuencia média (Hz) Parkinson 5,440 Tremor de Holmes 3,655 Parkinsonismo 7,249 Parkinsonismo 8,967 Parkinson 4,840 Parkinson 5,676 Parkinson 6,401 Parkinson 6,552 Parkinsonismo 7,024 Parkinson 4,385 Parkinson 6,772 Parkinsonismo 7,765 Essencial 6,182 Los valores de frecuencia cambian con la edad y el sexo
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El BalistocardiogramaEl Balistocardiograma
Registra los movimientos del cuerpo Registra los movimientos del cuerpo debidos a las fuerzas generadas por el debidos a las fuerzas generadas por el corazóncorazón
Durante el sístole, la sangre es impulsada Durante el sístole, la sangre es impulsada con una fuerza dirigida hacia la cabeza.con una fuerza dirigida hacia la cabeza.
Esto genera una reacción con dirección a Esto genera una reacción con dirección a los pies.los pies.
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Cuando la sangre llega al arco de la aorta, Cuando la sangre llega al arco de la aorta, cambian las direcciones de su fuerza y de la cambian las direcciones de su fuerza y de la reacciónreacción
Ahora, la fuerza de la sangre se dirige hacia Ahora, la fuerza de la sangre se dirige hacia los pies y la reacción hacia la cabeza.los pies y la reacción hacia la cabeza.
Dando lugar al movimiento del cuerpo que Dando lugar al movimiento del cuerpo que se registra en el balistocardiógrafose registra en el balistocardiógrafo
Este instrumento tiene una inercia es muy Este instrumento tiene una inercia es muy pequeña.pequeña.
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El trazado del balistocardiograma tiene El trazado del balistocardiograma tiene ondas positivas cuando la sangre es ondas positivas cuando la sangre es impulsada en dirección a la cabeza y impulsada en dirección a la cabeza y negativas en caso contrario.negativas en caso contrario.
Las ondas se designan con las letras H; I, J, Las ondas se designan con las letras H; I, J, K, L, M, NK, L, M, N
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La onda H es producida por las contracciones La onda H es producida por las contracciones auricular e isométrica de los ventrículosauricular e isométrica de los ventrículos
Aparece en el inicio del sístole ventricularAparece en el inicio del sístole ventricular
La onda I es consecuencia de la expulsión La onda I es consecuencia de la expulsión ventricular de la sangre en la aorta y en dirección ventricular de la sangre en la aorta y en dirección a la cabezaa la cabeza
Dando lugar a un movimiento de retroceso en el Dando lugar a un movimiento de retroceso en el cuerpo.cuerpo.
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La onda H es producida por las La onda H es producida por las contracciones auricular e isométrica de los contracciones auricular e isométrica de los ventrículosventrículos
Aparece en el inicio del sístole ventricularAparece en el inicio del sístole ventricular La onda I es consecuencia de la expulsión La onda I es consecuencia de la expulsión
ventricular de la sangre en la aorta y en ventricular de la sangre en la aorta y en dirección a la cabezadirección a la cabeza
Dando lugar a un movimiento de retroceso Dando lugar a un movimiento de retroceso en el cuerpo.en el cuerpo.
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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La onda J se debe a la desaceleración de la La onda J se debe a la desaceleración de la sangre en la aorta ascendente, a la sangre en la aorta ascendente, a la aceleración en la descendente y a su aceleración en la descendente y a su impacto a nivel del cayado.impacto a nivel del cayado.
La onda K es causada por una La onda K es causada por una desaceleración de la sangre en la aorta desaceleración de la sangre en la aorta descendente y por la resistencia periféricadescendente y por la resistencia periférica
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La onda L se debe a fuerzas producidas por La onda L se debe a fuerzas producidas por la sangre en la aorta, al llenado del la sangre en la aorta, al llenado del ventrículo y al desplazamiento del tabique ventrículo y al desplazamiento del tabique aurículoventricularaurículoventricular
La onda M es producida por el lleno La onda M es producida por el lleno ventricular rápido y el impacto de la sangre ventricular rápido y el impacto de la sangre en la punta del corazónen la punta del corazón
14/04/2314/04/23 Biomecánica Biomecánica Ing. M. León V. Ing. M. León V.
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– La onda N se produce al fin del llenado La onda N se produce al fin del llenado ventricular y por el cierre de las válvulas ventricular y por el cierre de las válvulas aurículoventricularesaurículoventriculares
– La forma del balistocardiograma depende La forma del balistocardiograma depende de la fuerza de expulsión de la sangrede la fuerza de expulsión de la sangre
– Su amplitud depende la fuerza de Su amplitud depende la fuerza de expulsión y no del volumen minuto expulsión y no del volumen minuto circulatoriocirculatorio
