Biomecánica del raquis cervical. Aplicación al esguince cervical en accidentes de tráfico por impacto frontal o trasero

Abstract

Este Trabajo Fin de Grado pretende explicar el síndrome del latigazo cervical provocado durante colisiones frontales o traseras en accidentes de tráfico, desde el punto de vista de la biomecánica, con el objetivo de entender las lesiones que provoca esta patología tan habitual a nivel muscular.

En primer lugar, se exponen los motivos y metas del trabajo, ofreciendo datos generalizados de cuestiones relacionadas con el latigazo cervical y la relación que guarda con la carrera de Ingeniería de Diseño Industrial y Desarrollo de Producto.

A continuación, se expone la historia del latigazo cervical, donde se muestra la evolución del concepto y los avances en su diagnóstico. Posteriormente, se muestran en profundidad todos los aspectos relacionados con el síndrome de latigazo cervical: su definición, el mecanismo lesional que tiene lugar durante los accidentes de tráfico, su clasificación según dos criterios diferentes, los métodos de diagnósticos utilizados actualmente, los síntomas y las lesiones vinculadas teniendo en cuenta los factores agravantes, técnicas de tratamientos y recuperación, la epidemiología de la lesión con datos de diferentes países y, por último, las implicaciones socio-económicas del síndrome del latigazo cervical en España.

Seguidamente se presenta un estudio estadístico sobre casos reales de accidentes de tráfico en los que se produjo un latigazo cervical. Este análisis es el resultado de comparar seis estudios estadísticos realizados por distintas entidades en diferentes años. Para ello, se tuvieron en cuenta los factores analizados que se repetían en dos o más de los seis estudios existentes, y se plasmaron en tablas y gráficas, haciéndolos visuales y fáciles de interpretar. Finalmente se sacaron conclusiones de la totalidad del análisis.

Posteriormente, en el tercer capítulo, se introducen la bases y conceptos sobre la biomecánica del raquis cervical, región afectada por el síndrome del latigazo cervical y objeto principal de este proyecto. Primero, se expone el sistema óseo correspondiente a la zona cervical, situándolo dentro del cuerpo humano y mostrando sus componentes y morfología. También se muestran ampliamente las características de las vértebras que participan en esta lesión. Por otro lado, se considera cada uno de los músculos implicados en la flexo-extensión, movimiento resultante de colisiones fontales y traseras. Dichos músculos se exponen clasificados en dos grandes grupos: extensores y flexores, además de un pequeño grupo en el que se encierran los músculos hioideos. En esta sección, se consideran los fascículos musculares incluidos en el modelo HYOID de OpenSim, que se utilizará en los apartados siguientes, exhibiendo sus características principales e imágenes que ayudan a situar cada uno de ellos dentro del cuerpo humano.

Más adelante, en el mismo capítulo, se incluyen imágenes correspondientes a resonancias magnéticas empleadas por los creadores de los modelos OpenSim para posicionar y escalar los músculos del modelo HYOID utilizado en este TFG. Seguidamente se explica el funcionamiento de los modelos biomecánicos, con una leve introducción que muestra los tipos de ensayos dirigidos a estimar las lesiones derivadas de accidentes de tráfico. También se explican todos los factores vinculados al modelo HYOID, desde sus antecedentes, pasando por sus características más relevantes, cuestiones dinámicas y cinemáticas del modelo y llegando a las limitaciones que presenta.

Una vez expuestos todos los conceptos y las características asociadas al latigazo cervical y, asentadas las bases biomecánicas para entender el procedimiento que se llevará a cabo mediante OpenSim, se procede al análisis. Este análisis se divide en dos partes: un primer estudio cinemático, donde se exponen las variaciones en las longitudes del músculo-tendón para los fascículos musculares del raquis cervical, y un segundo estudio cinético, donde se estudian las variaciones de fuerzas y momentos para las mismas fibras musculares, todo ello dentro de los rangos fisiológico de movimiento del raquis cervical para la flexo-extensión. Posteriormente se sacarán conclusiones relativas a las fibras musculares expuestas a sufrir mayores daños durante el latigazo cervical y cómo se ven afectados cada uno de los grupos musculares implicados en el movimiento.

Por último, se muestra el proceso de la construcción de un prototipo real y funcional de cabeza y cuello, que incluye los fascículos musculares que actúan durante la flexo-extensión del raquis cervical. El propósito de este prototipo es visualizar de un modo más realista la morfología del raquis cervical y, en especial, poder generar en él movimientos de flexión y extensión que simulen un latigazo cervical con el fin de poder observar la actuación de los músculos durante el mismo.