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Biomecánica de la muñeca

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Fundamentos teóricos, problemática y Estado

del Arte

La muñeca

La muñeca está compuesta por la unión de los huesos del antebrazo (cúbito y radio) con los

huesos que conforman el carpo.

El carpo está formado por ocho huesos pequeños que se disponen en dos filas:

una proximal (la más cercana al cuerpo): El escafoides, semilunar, piramidal y pisiforme

una fila distal (la más cercana a los dedos): El trapecio, trapezoide, grande y ganchoso.


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Ligamentos de la muñeca

Los ligamentos conforman una estructura anatómica en forma de bandas fibrosas que conectan

los tejidos que unen a los huesos en las articulaciones, además estos les otorgan estabilidad a las

articulaciones y es fundamental para el movimiento de los huesos. Estos se dividen en dos

secciones:

Ligamentos extrínsecos: Unen carpo con radio o

cubito. Estos son más potentes y resistentes a

traumatismos.

Ligamentos intrínsecos: Unen los huesos del carpo

entre sí. Estos son menos potentes.


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Biomecánica, rango de movilidad articular

Al ser la muñeca un complejo pluriarticular, todo movimiento de ésta se debe considerar como el

resultado de la interacción de los movimientos que ocurren en las distintas articulaciones que

componen la muñeca.

Las dos principales articulaciones que le proporciona a la muñeca una mayor libertad de

movimiento son:

Articulación mediocarpiana

Articulación radiocarpiana


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Cinemática de la muñeca:

Conocer cuáles son los movimientos internos (movilidad intercarpiana) que resultan de la

contracción de los diferentes grupos musculares, para así poderlos dividir en dos subapartadores:

Movimiento de flexión-extensión:

En el movimiento de flexión dorsal (extensión)

existe una mayor participación mediocarpiana

(escafo-luno-grande), mientras que en la

flexión palmar (flexión) es mayor el movimiento

a nivel de la articulación radiocarpiana.

Movimiento de radio-cubital:

El movimiento de inclinación cubital, acerca la

mano hacia el cuerpo, y se realiza fundamenta-

mente en la articulación radiocarpiana, mientas

que la inclinación radial, la aleja de éste y se

realiza fundamentalmente en la articulación

mediocarpiana.

Extensión = 70° ± Flexión=80°±

Cubital=30° Radial=20°


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Lesiones frecuentes en la muñeca

En el Hueso Escafoides

Escafoides.- el escafoides es un pequeño hueso de la

muñeca localizado en la base del pulgar.

Esta lesión frecuentemente surge cuando se caes

sobre la mano extendida. Es difícil detectar y difícil

de curar; se produce un dolor intenso en el primer

día tanto así que es necesario ver a un doctor y

hacerse una radiografía, en ocasiones la radiografía

no muestra nada, pero el dolor persiste y

nuevamente se hace la radiografía ya que, después

de 7 o 10 días se puede apreciar mejor las fracturas

pequeñas.

Tendinitis

Consiste en la irritación e inflamación del tendón,

estructura que une el músculo con el hueso. Aunque

puede afectar a cualquier tendón, es más frecuente

en la muñeca y en los dedos de las manos. Entre las

causas de la tendinitis se encuentra los movimientos

repetitivos, las lesiones por sobrecarga de la

articulación o ciertas enfermedades, como la

diabetes o la artritis reumatoide. Otra posible causa

es la edad, ya que conforme pasan los años los

tendones pierden elasticidad.

Tendó

n


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Síndrome del túnel carpiano

Este síndrome es una inflamación de los tejidos

(ligamentos y tendones) de la muñeca que presionan

el nervio medio ocasionando diferentes síntomas,

entre ellos están. Dolor en las muñecas, manos y

dedos, además de entumecimientos,

adormecimiento y picazón durante las noches.

Las principales causas del túnel carpiano son el uso

repetitivo de las manos, muñecas y dedos en tareas

como: Escribir en la computadora, escribir durante

mucho tiempo manualmente, tocar instrumentos

musicales, etc.

Esguince de muñeca

Un esguince de muñeca es un violento estiramiento

excesivo de uno o más ligamentos de la articulación de

la muñeca. Como en el tobillo y la rodilla existen tres

tipos de esguince en la muñeca:

Esguince leve (grado I): Un esguince leve es el

desgarramiento de algunas fibras del ligamento sin

pérdida de función. El periodo medio de recuperación

para un esguince de muñeca leve es de 2 a 6 semanas.

Esguince moderado (grado II): En el esguince

moderado se produce una ruptura de una parte del

ligamento con alguna pérdida de función. El periodo

medio de recuperación para un esguince de muñeca

leve es de 6 a 8 semanas.

Esguince grave (grado III): Este tipo de esguince se

puede apreciar la ruptura completa o total separación

del ligamento del hueso, la pérdida de función es total.

Un esguince grave requiere intervención quirúrgica, su

periodo de recuperación oscila entre las 8 a 10

semanas.


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Última Tecnología en fisioterapia de la muñeca

Robot de rehabilitación de muñeca después de un accidente cerebrovascular

El objetivo de este trabajo es extender la terapia robótica a las rotaciones de muñeca con una

novela, de 3 grados de libertad dispositivo de terapia robótica para la muñeca. Este robot es capaz

de rastrear, guiar, y perturbar rotaciones de la muñeca de una persona, mientras que él / ella

realiza un conjunto de tareas virtuales. La primera etapa de este proyecto consiste en establecer

una base cuantitativa del movimiento de la muñeca en sujetos sin discapacidad mediante el

examen de los patrones estereotipados cinemáticas, estrategias coordinativas, y el efecto de las

perturbaciones aleatorias. Con esta base, vamos a probar si (y cómo) un programa de formación

de rotación de la muñeca robótica beneficia a víctimas de accidentes cerebrovasculares.


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Extensión de la muñeca Sistema Dynasplint ®

Dynasplint ® Systems, fabricante líder de férulas dinámicas, ofrece la extensión y flexión de

tablillas tratamiento para la muñeca para ayudar en la rehabilitación y la recuperación de varias

lesiones, cirugía y trauma en la muñeca y el área circundante.

W2 muñeca CPM

El dispositivo de muñeca portátil líder, de peso ligero, diseñado para ofrecer la máxima movilidad

de la articulación de la muñeca en flexión / extensión y cubital / desviación radial, o una

combinación de ambos. El tratamiento se ve reforzada por su diseño anatómico libre vinculación.


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Masajes contra el síndrome del túnel carpiano

Para prevenir los fuertes dolores y molestias que causa el síndrome del túnel carpiano, existe esta

masajeado, que como vemos solo tenemos que colocar la mano en el sitio, debajo del masajeador

y apretar con la rueda roja para ajustar a la presión adecuada, y entonces mover el brazo de

adelante y atrás, lo que provocará un masaje ideal para prevenir este síndrome.


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Ortesis

Es todo equipo que se incorpora al cuerpo en forma externa y que proporciona contención,

corrección postural o de una desviación, según corresponda. Mantiene los miembros en su

posición más fisiológica, es decir alineados, y a la vez permite un control de los movimientos

involuntarios del paciente.

Ortesis pediátrica para muñeca

Esta ortesis de fácil diseño, fabricado con neopreno, proporciona la ayuda, el calor, la compresión

y la protección para la muñeca con síndrome de túnel carpiano, tendinitis o esguinces de la

muñeca

El neopreno es una goma sintética se utiliza en gran cantidad de entornos, como trajes húmedos de

submarinismo, aislamiento eléctrico, etc. Y sus propiedades son: el aislamiento acústico, eléctrico y térmico, buena

flexibilidad y maleabilidad.


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Muñequera

La guarnición de la tela COOLMAX proporciona la característica de mantener fresco y cómodo la

muñeca y el abrigo del neopreno se aplica fácilmente a la muñeca dañada, dando estabilidad e

inmovilización para daños como los esguinces.


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Bibliografía

BOWERS W.H. The distal Radioulnar joint. Green's Operative Hand Surgery, 4ª

Edición. Green O.P., Hotchkiss R.N., Pederson W.C. Churchill Livingstone, New York, 1999: 986-1032.

DAUTEL G. Diagnóstico de las lesiones ligamentarias recientes de la muñeca.

En mano traumática, cirugía secundaria, muñeca traumática. Merle M., Dautel G., Lada G. Masson, S.A. Barcelona, 1996: 363-379

http://news.medicalexpo.es/press/united-surgical/muneca-universal-lacer-70417-159644.html

http://news.medicalexpo.es/press/united-surgical/muneca-universal-lacer-70417-159644.html


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Alternativas y Concepto Solución

Evaluación del problema

Exigencias del Diseño

Nuestro dispositivo mecánico tendrá las funciones de rehabilitación de la muñeca del

paciente, para poder llegar a describir las funciones y/o características, tendremos que tener

una noción básica de conceptos de lesiones frecuentes, sistemas o dispositivos mecánicos que

se utilizan en la rehabilitación. Una vez investigado, podremos fabricar un producto

económicamente rentable y eficaz, aplicando propiedades mecánicas nuestro proyecto

buscará mejorar su fácil manipulación y a la vez, que no sea de gran tamaño.

Estado de tecnología actual

Dispositivo robótico RiceWrist

El dispositivo robótico RiceWrist es un brazo de accionamiento eléctrico y exoesqueleto muñeca diseñado y fabricado para fines de rehabilitación de la Universidad Rice. El diseño mecánico se basa en su predecesor, el exoesqueleto MAHI [14]. Joint-espacio, así como controladores de posición en tareas espaciales y un controlador de fuerza basado en impedancia del dispositivo se han desarrollado anteriormente [15]. El exoesqueleto se compone de una articulación de giro para la rotación del antebrazo y un esférico prismático 3-revoluta (RPS) en serie-paralelo en la muñeca


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The HandSOME device

Individuos hemiparaplégicos tienen gran dificultad para controlar los movimientos de la mano y la

muñeca. Estos problemas pueden dificultar la realización de muchas de las actividades típicas de la

vida cotidiana. Este proyecto abarca el diseño, desarrollo y pruebas clínicas de un exoesqueleto

robótico para la terapia de la mano y muñeca. Con nuevos modos de terapia, este exoesqueleto

ayudará a los pacientes aumentan el rango de movimiento, la fuerza de agarre y el control motor

fino global de la mano. Muchos modos de terapia serán investigados para determinar una

estrategia de rehabilitación óptima. Métodos de terapia potenciales incluyen control de EMG y el

control de la fuerza. Para aumentar la motivación y participación de los pacientes, los juegos de

terapia de realidad virtual se incorporarán a las sesiones de terapia. No sólo este exoesqueleto

capaz de proporcionar una terapia, sino que también sirve como una herramienta de evaluación.

Sensores de fuerza y el movimiento hará un seguimiento de la evolución de la recuperación de cada

paciente durante la sesión de terapia. Con este exoesqueleto, esperamos no sólo aumentar los

beneficios mano de la terapia, sino también para reunir y analizar datos cuantitativos para obtener

más incitan a este deterioro debilitante.


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Fatiga muscular

leve

Brazo con muñeca

lesionada

Energía mecánica

Funciones que deberá realizar nuestro dispositivo

1. Brindará un reposo a la muñeca, pues será posicionado dentro de un artefacto tipo caja.

2. Realizará leves movimientos frontales y laterales para poder tener dinámica en la muñeca

que queremos rehabilitar.

3. Pondremos tensiones y comprensiones, es decir, las fuerzas que se dan ya sean por tensión

o compresión el cual, dará paso a otro mecanismo que ayudará a la rehabilitación y el

estado de la muñeca lo cual podrá ser controlado.

4. Los movimientos que realizará nuestro proyecto se darán de manera simultánea.

Pondremos un diseño de caja negra, algo abstracto para entenderlo mejor La muñeca lesionada se

introduce en el dispositivo, se hará un tamaño estándar para que puedan utilizar los adultos y

niños. Intentaremos hacer un prototipo en el cual la muñeca en rehabilitación realice todo el

trabajo, con el objetivo de acelerar su recuperación; además de fortalecer los músculos y darle la

flexibilidad que debe tener.

Caja negra

Asegurar la posición del brazo

Tensionar la muñeca

Extencionar la muñeca

Flexionar la muñeca

Accionamiento con movimiento de la muñeca

Brazo con muñeca

recuperada


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Planteamiento de la Solución

Conceptos del artefacto y soluciones

Lo que realizaremos ahora será intentar agrupar las funciones de nuestro artefacto intentando

formar sistemas que nos ayudarán encontrar la mejor solución posible. Estos sistemas serán las

soluciones finales, es decir, agruparemos las soluciones individuales y haremos un sistema de qué

solución concuerda con la otra, y llegaremos a una solución final, de la cual evaluaremos si dará

resultados o no.

Pondré cada función con un comentario para indicar lo que deseamos realizar

Función: Fase del

proceso técnico

Tipo de

proceso Cometarios

Asegurar la

posición del

brazo

Recepción Mecánico El brazo será colocado en el dispositivo y asegurado.

Tensionar la

muñeca Tensión Mecánico Colocado y asegurado el brazo será

tensionado en la parte de la muñeca.

Extencionar la

muñeca Compresión Mecánico

Ya tensionado la muñeca, se harán movimientos semicirculares con punto centro en la muñeca.

Flexionar la

muñeca Compresión Mecánico El procedimiento es repetitivo con

respecto al anterior.


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Matriz Morfológica

Pondremos cada función con respectivas soluciones

funciones

PORTADORES DE FUNCIONES

(Alternativas de efectos y/o de principios de solución)

Asegurar la posición

del brazo

Confort

Tensionar la muñeca

Extencionar y

flexionar la muñeca

SOLUCION 1° SOLUCION 2°


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Solución N°1

Solución N°2


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Evaluación de las soluciones dadas

Puntajes para calificar cada criterio

0 = No satisface con los requerimientos

1 = Aceptable pero de forma justa

2 = Suficiente

3 = Bien

4 = Muy bien (Puntaje asignado solo para “Solución Ideal”)

Criterio Económico S. Preliminar 1 S. Preliminar 2 Solución ideal

Costo de Material 3 2 4

Costo de

Fabricación

3 3 4

Costo de Mano de

Obra

2 2 4

Total 8 7 12

Criterios técnicos S. Preliminar 1 S. Preliminar 2 Solución ideal

Función 3 3 4

Forma 2 3 4

Diseño 2 3 4

Seguridad 2 2 4

Ergonomía 2 4 4

Fabricación 3 2 4

Montaje 3 2 4

Uso 2 3 4

Mantenimiento 3 2 4

Total 22 24 36


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Según nuestra evaluación técnica y Económica la solución dos es la más factible; Ya que, el diseño

con un ángulo inclinado le proporciona mayor confort a la muñeca lesionada o muñeca en proceso

de rehabilitación, además que los componentes del dispositivo son más sencillos de diseñar y

ensamblar, por tales motivos hemos escogido la solución dos que se asemeja más a nuestras

necesidades.

Solución N° 2


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Diseño del concepto Solución

Base

Especificación:

Esta pieza está diseñada para dar soporte a todos los componentes que conforman el dispositivo, y

cuenta con un ángulo de inclinación que le proporciona una mayor estabilidad al dispositivo y

confort a la muñeca; ya que, al estar la muñeca sobre un ángulo de 45° esta le proporcionara una

flexión al codo y permitirá que prácticamente todo el brazo desarrolle una mejora.

Material para su fabricación:

Madera


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Funda protectora y apoyo

Especificación:

La funda protector y apoyo, está diseñada para albergar al cilindro y para dar soporte y confort a la

muñeca, además cumple un papel principalmente estético.

Material:

Espuma Eva


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Funda protectora

Especificación:

La funda protectora, está diseñada para albergar y proteger al bastón de compresión y al tubo de

encaje; cumple un papel principalmente de protección y estética.

Material:

Espuma Eva


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Bastón de compresión

Especificación:

El bastón de compresión, está diseñada para introducirse en el tubo de encaje, que de por medio

estará un resorte que provocará una compresión entre estos, en conclusión esto provocará

tensionar los músculos de la muñeca en rehabilitación al ser presionadas estas piezas.

La parte elevada del bastón permitirá un mayor agarre al ejercer compresión con esta pieza en

conjunto con el tubo de encaje.

Material:

Acero


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Tubo de encaje

Especificación:

El tubo de encaje está diseñada para cumplir prácticamente todas las funciones del dispositivo, la de

estiramiento, extensión y flexión. La función de estiramiento la realiza con el bastón de compresión

en conjunto y la función de extensión y flexión la realiza con el cilindro que mediante su eje de

rotación gira alrededor de 180 grados, que está a la ves mediante los resortes provoca una

compresión en sus laterales lo que le dará una compresión tanto a la derecha como a la izquierda y

esto generará rehabilitar y fortalecer los músculos de la muñeca.

Material:

Acero


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Cilindro

Especificación:

El cilindro, está diseñada para ser la parte fundamental del diseño del dispositivo; ya que, de aquí

partes todas las funciones que desarrollara el dispositivo; además da soporte al tubo de encaje que

cumplirá con esta la función de extensión y flexión mediante unos resortes laterales.

Material:

Aluminio

Resortes

Especificación:

Complementos de las piezas 4, 5 y 6, que

trabajaran Principalmente en compresión

Material:

Acero


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Ensambles

El cilindro irá atornillado a la base

El bastón de compresión y el tubo de encaje trabajan en conjunto (en medio un resorte)


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El bastón de compresión, tubo de encaje y cilindro trabajan en simultaneo

El bastón de compresión, tubo de encaje y cilindro

RESORTES


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Dispositivo Final


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Planos y vista


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