UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Biomecanica articulaţiei umărului (scapulo-humerale) Realizat de:Săvuţ Diana-Nicoleta,BFKT,an I
-1-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
1.Prezentarea generală a articulaţiei Articulaţia scapulo-humerală este o articulaţie sferoidală (enartroză) de la nivelul umărului. Umărul reprezintă joncţiunea trunchiului cu membrele superioare. Acesta este foarte flexibil,asigurând mişcările de mare amplitudine a braţelor şi le orientează în toate direcţiile.El permite astfel,majoritatea gesturilor din viaţa cotidian, cum ar fi dusul mâinii la gură sau de a băga mâinile în buzunarul de la spate. Altfel spus,mobilitatea sa globală,ca si stabilitatea sa,sunt foarte importante.
2.Anatomia articulaţiei scapulo-humerale Umărul este format din trei oase: 1.Humerus:este osul lung al braţului,se termină prin tuberozitatea mare şi tuberozitatea mică. 2.Scapula:este un os plat triunghiular,situat în partea posterioară a umărului. Partea superioară a scapulei este formată din acromion. 3.Clavicula:este un os lung,care leagă scapula de stern.
Figura 1.Articulaţia umărului [2]
Feţele articulare sunt reprezentate de: -2-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
-
Cavitatea glenoidă a scapulei:are aspect concav,este acoperită de cartilaj hialin şi este mărită de către labrul glenoidal. Capul humeral: este de asemenea acoperit de cartilaj hialin,are aspect sferic şi este mai gros decât cartilajul glenoid.
Figura 2. Articulaţia umărului[1]
Mijloacele de unire ale articulaţiei scapulo-humerale sunt: -
Capsula articulară: este cea care înveleşte articulaţia,inserându-se pe circumferinţa cavităţii glenoide,dar şi pe faţa externă a labrului glenoidal şi pe colul anatomic. Ligamentele gleno-humerale:sunt cele care întăresc capsula în special anterior. Ligamentul coraco-humeral este cel mai bine individualizat şi este localizat în partea superioară a articulaţiei.
-3-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Figura 3. Articulaţia umărului [2]
Figura 4. Articulaţia umărului-tendoane şi ligamente[5]
Muşchii şi tendoanele articulaţiei scapulo-humerale: 1. Coiful rotatorilor: deasupra capsulei,un strat muscular înconjoară articulaţia umărului,de unde provine şi numele de coiful rotatorilor.Această structură asigură nu numai majoritatea mişcărilor umărului,dar şi stabilitatea sa,prin menţinerea capului humeral fixat în centrul cavităţii articulare a scapulei.Este format din patru muşchi scurţi:subscapular,supraspinos,subspinos şi rotundul mic.Muşchiul subscapular este localizat ventral,muşchiul supraspinos este situat situat postero-superior,muşchiul subspinos este localizat posterior iar muşchiul rotund mic este localizat antero-inferior. 2. Tendonul bicepsului lung. Extremităţile acestor muşchi formează tendoanele coifului rotatorilor.Acestea se inserează pe scapulă şi converg spre extremităţile superioare ale osului humeral,la nivelul tuberozităţii mici si mari.Între cele două tuberozităţi se descrie culisa bicipital,la nivelul căreia pătrunde tendonul bicepsului lung,care se fixează pe faţa superioară a glenei şi pătrunde în cavitatea articulaţiei osului humerus.Acesta permite menţinerea capului osului humeral în cavitatea glenoidă. -4-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
3. Muşchii superficiali generează forţa şi viteza necesară mişcărilor.Începând cu muşchiul deltoid,dens,triunghiular şi larg ,care formează conturul umărului . Plecând din claviculă şi scapulă,ele se inserează pe osul humerus pentru a acţiona,împreună cu marele pectoral,în vederea mişcării braţului înspre partea din faţă,împreună cu rotundul mare şi marele dorsal.
Figura 5. Articulaţia umărului-muşchii coafei rotatorilor [1]
Umărul are două spaţii de alunecare,fără cartilaj,a căror funcţionare este indispensabilă: -articulaţia scapulo-toracică: formată numai din ţesut adipos celular,ea permite scapulei să alunece pe cavitatea toracică,asigurând astfel o bună poziţionare a glenei în raport cu capul humeral. -bursa subacromială: aceasta este o bursă foarte fină care conţine o mică cantitate de ţesut sinovial care se interpune între claviculă şi acromion,în partea superioară şi osul humerus în partea inferioară.Rolul său este de a facilita alunecarea între coiful rotatorilor şi partea superioară a umărului.
O parte a mobilităţii umărului este datorată celor două mici articulaţii: -articulaţia sterno-claviculară care este situată între claviculă şi stern,este în permanenţă mobilă,deoarece orice mişcare a membrului superior îi este transmisă acesteia.
-5-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
-articulaţia acromio-claviculară reuneşte acromionul şi clavicula,permiţând claviculei să execute mişcări de rotire de anumite grade,dinspre anterior către posterior.
Sinoviala: Stratul intern,sinovial,tapetează capsula articulară.Cum inserţiile acesteia se fac la oarecare distanţă de învelişul cartilaginos al suprafeţelor articulare,ea se recurbează pentru ca printr-un traiect recurent să se înapoieze către ele. Refelexiunea este mai vizibilă pe humerus,unde depărtarea dintre inserţia capsulei şi suprafaţa articulară este mai mare.La locul unde se reflectă,sinoviala este ridicată prin acele frâuri fibroase ce determină formarea de mici plici sinoviale în interiorul articulaţiei. Sinoviala trimite în afară două prelungiri constante care străbat prin orificiile capsulei:prima poartă denumirea de bursa subscapularului,deoarece trecând prin spaţiul dintre ligamentele glenohumerale superior si mijlociu merge sub muşchiul subscapular, a doua poartă numele teacă sinovială intertuberculară,deoarece însoţeşte tendonul capului lung al bicepsului.Mai există unele burse sinoviale periarticulare inconstante.
-6-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Figura 6. Articulaţia umărului-muşchii coafei rotatorilor [5]
-7-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
3.Mişcările articulaţiei scapulo-humerale La nivelul acestei articulaţii,cu 3 grade de mobilitate, există mişcări de: flexie sau proiecţia înainte a braţului (95-100 grade), extensie (20-35 grade), abducţie: îndepărtarea braţului de trunchi (90 grade), adducţie: apropierea braţului de trunchi şi poate merge pâna la 10 grade în direcţia opusă, rotaţia internă (80 grade),rotaţie externă (50-60 grade) şi circumducţie.
Mişcarea de abducţie(îndepărtarea braţului) În această mişcare cele două extremităţi ale humerusului suferă o deplasare în sens invers.Extremitatea inferioară urcă iar cea superioară coboară.Mişcarea se face până când marea tuberozitate se loveşte de porţiunea superioară a glenoidei.În acest moment,suprafaţa articulară a capului humeral părăseşte aprope cavitatea glenoidă şi intră în contact cu porşiunea înferioară a capsulei articulare.
Figura 7. Abducţia umărului [6] Muşchii abductori ai umărului sunt: -deltoidul cu toate fasciculele lui -supraspinosul -lunga porţiune a bicepsului brahial Mişcarea de abducţie se poate face numai până la un unghi de 90 de grade.Peste această valoare,ridicarea humerusului nu este posibilă datorită prezenţei acromionului.Ridicarea braţului peste 90 de grade se face numai cu ajutorul mişcării de basculă laterală a scapulei.
-8-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Bilanţ articular: Poziţia iniţială: subiectul în şezând/ortostatism, cu membrul superior de testat în poziţie anatomică. • Poziţia finală: subiectul în şezând/ortostatism, braţul ajunge în unghi de 90 grade faţă de trunchi. • Poziţia goniometrului: o Centrul goniometrului se plasează pe faţa posterioară a articulaţiei scapulo-humerale, în centrul acesteia. o Braţul fix pe linia laterală a trunchiului. o Braţul mobil paralel cu linia de mijloc a feţei posterioare a braţului, urmărind mediusul. În cazul prezenţei cotului în valg, se urmăreşte olecranul. • Poziţia examinatorului este în spatele membrului testat. •
Mişcarea de adducţie(apropierea braţului) Această mişcare se face în sens invers mişcării de abducţie.Un rol important revine greutăţii membrului şi gravitaţiei,mişcarea fiind controlată tot de muşchii abductori care,prin contracţia lor izometrică,dirijează apropierea membrelor superioare de trunchi. Muşchii adductori ai umărului sunt: -pectoralul mare -dorsalul mare -rotundul mare şi mic -coracobrahial -biceps brahial -triceps brahial
Bilanţ articular: Poziţia iniţială: subiectul în şezând/ortostatism, braţul în unghi de 90 grade faţă de trunchi. • Poziţia finală: subiectul în şezând/ortostatism, braţul pe lângă corp. • Poziţia goniometrului: o Centrul goniometrului se plasează pe faţa posterioară a articulaţiei scapulohumerale,în centrul acesteia. o Braţul fix pe linia laterală a trunchiului. o Braţul mobil paralel cu linia de mijloc a feţei posterioare a braţului, urmărind mediusul. În cazul prezenţei cotului în valg, se urmăreşte olecranul. •
-9-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
•
Poziţia examinatorului este în spatele membrului testat.
Mişcările de flexie şi extensie Ele se fac:cu bascularea capului humeral înapoi,în flexie, şi cu bascularea capului humeral în extensie,în timp ce extremitatea înferioară a humerusului se deplasează în sens invers,pe un arc de cerc dispus sagital. Amplitudinea flexiei este de 95 de grade, iar cea a extensiei de 20 grade. Amplitudinea lor se poate mări prin intervenţia centurii scapulare şi a coloanei vertebrale până la 180 de grade în flexie şi 35 de grade în extensie. În flexie intervin muşchii: - marele pectoral - coraco-brahialul - deltoidul În extensie intervin muşchii: - deltoidul - marele dorsal
Figura 8.Mişcările umărului[6]
Bilanţ articular flexie: Poziţia iniţială: subiectul în şezând/ortostatism, cu membrul de testat în poziţie anatomică. Poziţia finală: subiectul în şezând/ortostatism ajunge cu braţul pe lângă ureche. Poziţia goniometrului:
Centrul goniometrului plasat la nivelul articulaţiei scapulohumerale,pe partea laterală.
-10-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Braţul fix urmăreşte epicondilul lateral humeral, paralel cu linia medioaxilară a trunchiului. Braţul mobil paralel cu linia de mijloc a feţei laterale a braţului, urmărind epicondilul lateral humeral. Poziţia examinatorului faţă de segmentul testat este de aceeaşi parte a membrului.
Bilanţ articular extensie: Poziţia iniţială: subiectul în şezând/ortostatism/decubit ventral, cu membrul de testat în poziţie anatomică. • Poziţia finală: subiectul în şezând/ortostatism/decubit ventral îşi deplasează braţul spre înapoi, până la limita de mişcare. • Poziţia goniometrului: o Centrul goniometrului plasat la nivelul articulaţiei scapulohumerale, pe partea laterală. o Braţul fix urmăreşte epicondilul lateral humeral, paralel cu linia medioaxilară a trunchiului. o Braţul mobil paralel cu linia de mijloc a feţei laterale a braţului, urmărind epicondilul lateral humeral. • Poziţia examinatorului faţă de segmentul testat este de aceeaşi parte a membrului. •
-11-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Mişcările de rotaţie internă şi externă Ele se realizează în jurul unui ax longitudinal ce trece prin capul humeral în jurul axei anatomice lungi a humerusului.Amplitudinea lor este de 80 de grade pentru rotaţia externă şi 95 de grade pentru rotaţia internă.În mişcarea de rotatie internă, capul humerusului alunecă dinainte – înapoi pe cavitatea glenoidă. Mişcarea este produsă de muşchii: - supraspinos - rotundul mare - subscapular. În mişcarea de rotaţie externă, capul humerusului alunecă dinapoi – înainte pe cavitatea glenoidă. Mişcarea este produsă de muşchii: - subspinos - micul rotund.
Figura 9. Rotaţia internă şi externă a umărului [6]
Mişcarea de circumducţie Această mişcare însumează mişcările precedente care se execută in jurul celor trei axe. Capul humeral descrie un mic cerc urmărind conturul cavităţii glenoide, în timp ce extremitatea inferioară a humerusului descrie un cerc mare, dar în sens invers. Între articulaţiile centurii scapulare şi articulaţia scapulohumerală este o strânsă legătură în mişcările variate şi ample ale membrului superior.
-12-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Figura 10. Circumducţia umărului [6]
4.Tipuri de afecţiunile ale umărului: • • • • • • • • • • • •
Sinovita Leziuni de cartilaj Corpi liberi intraarticulari Leziuni de labrum articular Leziunile de tip SLAP Leziuni de tendon lung al bicepsului brahial Instabilitatea cronică a umărului Rupturile de coafă a rotatorilor Umărul înghețat (capsulita adezivă, capsulita retractilă) Tendinopatia calcifiantă Sindromul de conflict subacromio-coracoidian Artroza acromioclaviculară
-13-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Figura 11. Rupturile de coafă a rotatorilor [1]
Leziunile de tip SLAP O leziune de tip SLAP este o separare traumatică a labrului superior care se extinde dinspre anterior spre posterior implicând sau nu originea tendonului capului lung al bicepsului brahial. Cauza poate fi o tensiune extremă în tendonul bicipital (faza de decelerare a mișcării de aruncare cu cotul întins), o cădere pe cot cu brațul flectat, luxaţia de umăr. Durerea este simptomul principal. Clinic pot fi pozitive semnele pentru tendonul bicepsului (Yergasson, Speed test). Radiologia rămâne nerelevantă în lipsa smulgerii unui fragment osos. Testul IRM este de elecție. Fixarea leziunii SLAP se poate face cu capse, șurub, sutură pe ancoră sau sutură tip “all-inside”. Recuperarea după repararea unei leziuni tip SLAP presupune imobilizarea umărului și mobilizarea cotului, pumnului și mâinii 1 săptămână, evitarea rotației externe și aducției 3 săptămâni, întărirea protejată a bicepsului la 4-5 săptămâni, mobilizarea activă la 4-5 luni.
-14-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Leziuni de cartilaj Leziunile de cartilaj în articulația umărului sunt mai degrabă rezultatul luxațiilor articulare decât al celor degenerative, spre deosebire de alte articulații. Clinic apare durerea de repaus, limitarea mișcării și crepitus, dacă e vorba de o cauză degenerativă (artrita reumatoidă), și instabilitatea de umăr dacă este o cauză traumatică. Radiologic se pot decela leziuni degenerative (pensarea spațiului articular, osteofiți marginali) sau leziuni osteocartilaginoase traumatice (leziune Hill-Sachs, leziune Bankart osoasă etc). Artroscopic se pot decela și evalua leziunile (omartroza, artropatie prin defect de coafă a rotatorilor cu expunere de os subcondral etc). Uneori poate fi tratată leziunea de bază, alteori pot fi făcute intervenții paliative: lavaj articular și ablatia corpilor liberi și detritusurilor, îndepărtarea fragmentelor de cartilaj instabile cu stabilizarea marginilor defectului. Pot fi, de asemenea, efectuate intervenții de stimulare a formării de fibrocartilaj: microfracturi și abraziune a osului subcondral. Umărul va fi mobilizat rapid după intervenție pentru a evita aderenţele.
Conduită postoperatorie Recuperarea umărului diferă ca perioadă de timp de la caz la caz, în funcţie de diagnostic, vârsta, gradul de receptivitate al pacientului, etc. Protejarea umărului afectat şi evitarea solicitării la capacitatea lui maximă sunt necesare o perioadă limitată de timp. Ridicarea braţului deasupra nivelului umărului trebuie evitată până la vindecare, în schimb braţul şi mâna pot fi folosite la activităţi ce nu presupun ridicare, împingere sau cărarea unor greutăţi. În anumite situaţii aceste restricţii pot deveni permanente.
-15-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
5.Artroplastia de umăr
Figura 12. Artoplastie de umăr[4]
Multi oameni cunosc pe cineva cu un genunchi sau sold artificial. Inlocuirea articulatiei umarului (artroplastia de umar) este mai rara dar este la fel de eficienta in alinarea durerilor articulare. Operatia de inlocuire a umarului a fost facuta pentru prima data in Statele Unite in anii 1950. A fost folosita ca tratament pentru fracturile grave ale umarului. De-a lungul anilor, aceasta procedura ajuns sa fie folosita pentru multe alte afectiuni dureroase ale umarului. Aceste includ: • artroza umarului • artrita reumatoida (poliartrita reumatoida) • artroza posttraumatica • artropatie dupa ruptura coifului rotatorilor (combinatie intre artroza severa si ruptura masiva nereparabila a tendoanelor coifului rotatorilor) • necroza avasculara (osteonecroza) • alte operatii precedente de inlocuire a umarului esuate In prezent, multi chirurgi ortopezi folosesc practica operatia de inlocuire a umarului. Aproximativ 23000 de oameni fac aceasta operatie in fiecare an in Statele Unite, in comparatie cu peste 700000 de pacienti care sunt supusi unei inlocuiri de sold sau genunchi.
-16-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Umarul este o articulatie de tip bila-cavitate care va permite sa ridicati, rotiti si sa indoiti bratul, sa-l ridicati inainte, inapoi si in lateral. Intr-un umar normal partea de sus, rotunda a osului bratului (capul humeral) aluneca pe locasul mic in forma de farfurie (glena) al scapulei (omoplat). Aceste suprafete articulare sunt acoperite, in mod normal, de cartilagiu neted, permitand umarului sa se miste amplu decat orice alta articulatie din corp. Muschii si tendoanele inconjuratoare asigura stabilitate si sprijin. Din pacate, boli precum cele mentionate mai sus duc la distrugerea cartilagiului si deteriorare mecanica a articulatiei umarului. Rezultatul este de multe ori ori durerea, de asemena umarul intepeneste producand cracmente la miscare, aparand pierderea fortei si a miscarii si o functinalitate foarte proasta. a umarului. Exista mai multe tipuri de artroplastii ale umarului. Artroplastia totala obisnuita implica inlocuirea suprafetelor uzate cu o bila de metal foarte neteda atasata la o tija si o cavitate din plastic special. Componentele au marimi diverse. Daca osul este de buna caliate atunci se poate folosi o componenta humerala necimentata fixata prin press-fit. Daca osul este moale coomponenta humerala poate fi fixata cu ciment de os. In cele mai multe cazuri se foloseste o componenta glenoida formata in totalitate din plastic special (polietilena) fixata cu ciment. Nu • • •
se recomanda impalntarea unei componente glenoide daca: glena are cartilagiu de buna calitate osul de la nivelul glenei este puternic distrus tendoanele coifului rotatorilor sunt rupte dincolo de posibilitatea de reparative Un alt tip de inlocuirea umarului este artroplastia totala inversata. Aceasta procedura a fost dezvoltata in Europa in anii 80’ si aprobata in Statele Unite abia in 2004. Artroplastia totala inversata este folosita in urmatoarele cazuri: • coif al rotatorilor complet rupt • artrita severa ( artropatie dupa ruptura coifului rotatorilor) • o inlocuire a umarului care a esuat Operatia de inlocuire a umarului este o procedura ce necesita o tehnica foarte buna si de aceea trebuie facuta de catre o echipa chirurgicala experimentata. Fiecare caz are specificul lui. Chirurgul ortoped va evalua atent situatia inainte de a lua o decizie.
-17-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Figura 13.Tipuri de articulaţii artificiale ale umărului[4]
-18-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
6.Forţe care umărului
acţionează
asupra
articulaţiei
Figura 14. Forţe în abducţie[7] Greutatea corporală acţionează ca un vector de forţă asupra centrului de gravitaţie şi prin urmare greutatea segmentară acţionează asupra centrului de masă al segmentului considerat. În cazul umărului,momentul cinetic al braţului ar fi distanţa perpendiculară între vectorul forţă,care acţionează asupra centrului de masa şi centrului de rotaţie al umărului. Momentul cinetic creat în umăr de către greutatea braţului este produsul greutăţii braţului pe distanţa perpendiculară între centrul de gravitaţie al braţului şi axa de rotaţie a umărului.Greutatea segmentară a braţului este 5% din greutatea corporală totală,dar lungimea acestuia face saă se genereze momente cinetice foarte elevate,deoarce valoarea sa vine determinate de masa de masa de mobilizat şi de lungimea dintre punctual de aplicare al masei şi centrul de rotaţie al mişcării. Momentul cinetic generat în timpul abducţiei umărului ar trebui să fie compensate de muşchii stabilizatori ai umărului şi intensitatea lucrului muscular efectuat să fie direct proportional cu momentul cinetic pentru a echilibra.
-19-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Momentul creat în umăr atunci când facem flexia cotului diminuează distanţa între centrul de gravitaţie şi axa de rotaţie
Figura 15. Forţe în articulaţia umărului[7]
-20-
UNIVERSITATEA ,,ŞTEFAN CEL MARE “ SUCEAVA
Bibliografie [1] http://anatomie.romedic.ro/articulatiascapulohumerala-umarul [2]http://www.chirurgortoped.ro/afectiuni-sitratamente/afectiuni-ale-umarului/ [3] Papilian,V. Anatomia omului,Editura ALL,2003 [4]http://www.ortopedmariusbar.ro/informatii_medicale/a rtroplastia_de_umar.html [5] Netter,F. Atlas de anatomia omului,Editura Medicala Callisto,2010 [6]Balint,T.Evaluarea aparatului locomotor,Editura Tehnopress,200 [7]http://zl.elsevier.es/es/revista/fisioterapia146/cinetica-articular-hombro-revision-una-decadainvestigaciones-13014218-articulos-2001
-21-