Articulo:

Rehabil. integral 2013; 8 (1): 8-15

Análisis de la unidad funcional cutánea de tórax anterior para el movimiento de abducción completa de hombro en niños sanos de 7 a 10 años de edad

Abstract

Anterior thorax cutaneous functional unit analysis of complete shoulder abduction movement in healthy 7 to 10 year old children

Introduction: Cutaneous functional units (CFU) are predilected skin areas that determine the skin recruitment necessary for complete range of movement. Finding out the characteristics of CFU in healthy children, would allow for better diagnostics and prevent burn scar contractures. Objective: To determine angular displacement of CFU in anterior thorax (AT), for complete shoulder abduction movement, in healthy children between 7-10 years of age. Methods and Material: A descriptive study of 42 healthy children at COANIQUEM, Santiago 2011, was developed. Independent photographs were taken of each child in a neutral position and in maximal abduction range for both shoulders. AT length was measured, and a vertical line was drawn dividing the thorax into two hemibodies with ten symmetric spaces or percentage units (PU). Photographs were analyzed through double exposure with Photoshop CS3 Extended®. AT skin recruitment, elongation and angulation measures were obtained. Results: While in upper extremity abduction, 59.5% of the children recruited AT skin up to PU 100 in the right shoulder, and up to 66.7% in the left shoulder, a non significant difference. Greatest AT skin displacement was produced at line four, while PU 50 achieved greatest elongation. Greatest angle displacement was observed at PU 10, with a meaningful difference between shoulders. Conclusion: CFU of AT for complete shoulder abduction movement is wider in children than in adults. Skin tension is greater among PU’s from the central portion of the chest.

Key words: Cutaneous functional unit, percentage unit, skin recruitment,displacement angle.

Resumen

Introducción: Las unidades funcionales cutáneas (UFC), son campos de piel que determinan el reclutamiento de piel necesario para permitir el movimiento completo de hombro. Conocer las características de UFC en niños sanos, permitiría mejorar diagnóstico y prevenir retracciones cicatriciales en secuelados por quemaduras. Objetivo: Determinar el desplazamiento angular de UFC en tórax anterior (TA), de niños sanos entre 7-10 años, para el movimiento de abducción completa de hombro. Materiales y Métodos: Estudio descriptivo de 42 niños/as sanos en COANIQUEM Santiago 2011. A cada niño se tomó una fotografía de TA en posición neutra y otra en rango máximo de abducción de ambos hombros en forma independiente. Se midió longitud del TA y se trazó una línea vertical dividiendo el tronco en dos hemicuerpos con 10 espacios simétricos o unidades porcentuales (UP). Las fotografías se analizaron con doble exposición mediante Photoshop CS3 Extended®; se obtuvieron medidas de reclutamiento de piel, elongación y angulación de piel de TA. Resultados: El 59,5% de los niños en abducción de extremidad superior, reclutó piel de TA hasta la UP 100 en hombro derecho y el 66,7% en hombro izquierdo, diferencia no significativa. El mayor desplazamiento de piel del TA, se produjo en línea 4; la UP 50 logró mayor elongación; el mayor ángulo de desplazamiento se produjo en UP 10, con diferencia significativa entre ambos hombros. Conclusión: La UFC de TA para el movimiento de abducción del hombro, es más ancha que en adultos. La tensión de la piel es más alta en unidades porcentuales de la parte central del pecho.

Palabras clave: Unidad funcional cutánea, unidad porcentual, reclutamiento de piel, ángulo de desplazamiento.

Introducción

Los tejidos blandos, como la piel, se comportan anisotrópicamente a causa de sus fibras colágenas y elásticas que tienden a tener direcciones predeterminadas. En un sentido microscópico, son materiales no homogéneos debido a su composición. La respuesta a la tracción de los tejidos blandos no es lineal y la rigidez a la fuerza de tracción depende de la velocidad de deformación. En contraste con los tejidos duros, los tejidos blandos pueden sufrir grandes deformaciones. Algunos tejidos blandos muestran un comportamiento visco elástico (relajación y/o tensión), que está asociado con la interacción de cizalla del colágeno con la matriz de proteoglicanos1.

La piel permite toda la libertad de movimientos, exhibiendo flexibilidad pero también resistencia a la deformación. Habitualmente, la piel y los tejidos subcutáneos adaptan su forma ante fuerzas generadas por la estructura y postura corporal, recuperando su forma original, tras haber terminado la deformación. Al mismo tiempo se adapta ante estímulos externos (medio ambiente, por ejemplo), sin que ese comportamiento biomecánico se vea comprometido2.

La elasticidad de la piel es mayor en niños y en zonas de piel delgada. Con la edad se pierde elasticidad y se reemplaza por la laxitud de la piel. La piel que está sobre las articulaciones es más extensible, lo que permite los movimientos3.

Normalmente la piel se mantiene bajo cierta tensión. Esta tensión es otorgada por la presencia de colágeno y la disposición de las fibras elásticas, los cuales determinan las líneas de tensión normal de la piel o líneas de Langer4.

Gracias a sus propiedades mecánicas, la piel puede interactuar ante las necesidades de los distintos segmentos corporales. Esta libertad de movimiento, en rango articular completo, se da por el progresivo reclutamiento de la piel y de acuerdo a la exigencia de la tarea5. La cantidad de piel involucrada en el movimiento se extiende más allá de la proximidad inmediata del eje de movimiento.

Estudios previos han demostrado que para que un adulto pueda realizar el movimiento de abducción de hombro, es necesario el reclutamiento del 80% al 90% de la piel del tronco anterior (TA)6,7.

El objetivo de este estudio es analizar la unidad funcional cutánea (UFC) en tórax anterior, en niños sanos entre 7 y 10 años para el movimiento de abducción de hombro, determinando el ángulo de desplazamiento de la piel, la zona del tórax que presenta el mayor desplazamiento y el área del tórax donde se genera mayor tensión.

El análisis del desplazamiento de la piel reclutada durante el movimiento de abducción de hombro en niños sanos podría contribuir a un mayor conocimiento en relación a la transmisión de la tensión en la piel, aportando datos que no han sido descritos anteriormente en población pediátrica. Con estos datos se podrían establecer nuevas líneas de investigación que estudien los cambios biomecánicos de una piel dañada, como es el caso de los pacientes quemados.

Materiales y Metodos

Estudio descriptivo, observacional, que muestra las características del desplazamiento de la piel del TA al realizar el movimiento de abducción de hombro pasivo máximo.
La población en estudio corresponde a niños sanos de ambos sexos entre 7 y 10 años de edad. Se consideró este rango etario, por encontrarse en una etapa pre-puberal del desarrollo, sin interferencia de factores hormonales al momento de la evaluación10.
Se toma una muestra de 42 niños, de un colegio aledaño a COANIQUEM, entre julio y octubre de 2011, cuyo padre/representante aceptó voluntariamente participar. Se contó con aprobación del Comité de Ética de Universidad Santo Tomás, previa autorización para la ejecución del trabajo de COANIQUEM.

Criterios de inclusión
Niños sanos de ambos sexos de entre 7 y 10 años de edad e índice de masa corporal (IMC) entre percentil 5 y 958,9.

Criterios de exclusión
Presencia de alteración en la piel en las regiones correspondientes a cabeza-cuello, TA y/o extremidades superiores; antecedentes clínicos de patologías dermatológicas presentes en las regiones de cabeza-cuello, TA y/o extremidades superiores; presencia de patologías ortopédicas que limiten el rango de movimiento articular en hombro; IMC menor a percentil 5 y mayor de 958,9,11; alteraciones cognitivas, que impidan el seguimiento de instrucciones y antecedentes de menarquía en las niñas.

Se utiliza instalación fotográfica similar al descrito por Cerpa (2010)7, considerando una distancia focal fija, camilla convencional ubicada bajo la cámara fotográfica en una zona demarcada en el piso para mantener siempre la misma posición. Se cuenta con cámara fotográfica SAMSUNG® ES55, estadiómetro marca SECA® modelo 700 y goniómetro universal marca ENRAF®. En las instalaciones de COANIQUEM, se entrevistó al niño y al representante para obtener el consentimiento informado, recopilar sus antecedentes personales, datos antropométricos y antecedentes clínicos del niño relativos a patologías ortopédicas y/o dermatológicas.

Para la marcación en TA6, se posicionó al sujeto alineado en decúbito supino sobre la camilla con el torso desnudo. Se procedió a marcar los puntos de referencia definidos: horquilla esternal y línea horizontal formada por las espinas ilíacas antero superiores. Se midió la longitud del tórax con una huincha métrica y se trazó una línea vertical dividiendo el tronco en dos hemicuerpos y trazando líneas horizontales, el tórax se dividió en 10 espacios simétricos o unidades porcentuales (UP). Se posicionó una cuerda de color amarillo, fija a la camilla desde cefálico a caudal, para controlar el desplazamiento lateral del niño (Figura 1).

1Sin título

 Se realizaron 3 repeticiones del movimiento de abducción de hombro en forma pasiva y se instruyó al niño para mantener la apnea después de la espiración, y así controlar el movimiento del tórax durante la fotografía. Para la toma de la fotografía, la extremidad superior que no participó en el movimiento permaneció aducida junto al tórax. El tronco fue fijado a través de soportes laterales para evitar inclinaciones y compensaciones durante la prueba. A nivel de los muslos se instaló una huincha de fijación. Las fotografías fueron captadas en: posición inicial: Se tomó la fotografía en apnea y posición neutra (0° de ABD) y posición final: Se tomó la fotografía en apnea y rango completo de ABD de hombro (180°).
Esta técnica fue utilizada para evaluar ambas extremidades superiores de manera independiente.
Para el análisis fotográfico de doble exposición, de fondo en posición neutra y en posición movimiento, se utilizó el programa Photoshop CS3 Extended®7. Terminado el proceso se guarda el archivo en formato JPG. Se repite el mismo protocolo para analizar ambas extremidades superiores independientemente (Figura 2).

Medición del desplazamiento de piel en tórax anterior frente al movimiento de abducción de hombro

La medición se realizó sobre la fotografía de doble exposición con zoom al 200%. Se midió la distancia digital (en pixeles) entre la línea de la fotografía de posición inicial y su homóloga en la fotografía de posición final, tomando como referencia la línea media (Figura 3). Este procedimiento se realizó para cada una de las líneas y en ambas extremidades superiores en forma independiente. Los valores en pixeles, se transformaron a milímetros, midiendo un objeto de 2 cm de longitud con la herramienta regla del software equivaliendo a 79,5 pixeles; mediante regla de tres, se obtiene que 1 pixel equivalga a 0,25 mm. Se estableció como significativa, la distancia de desplazamiento de piel en un mínimo de 2 milímetros, por lo tanto, los valores < 2 milímetros, se consideraron como desplazamiento cero (Figura 3).

Medición de la elongación de las unidades porcentuales al realizar la abducción completa de hombro
La medición se realizó en las fotografías de posición inicial y posición final en forma independiente. Se midió el ancho de cada unidad porcentual en ambas fotografías, considerando como referencia la línea media de tórax y se determinó la variación del ancho generada por el movimiento articular, para cada UP (Figuras 4 y 5).

34

Medición del ángulo de desplazamiento de las unidades porcentuales, en el TA frente al movimiento de abducción de hombro
Se abre la fotografía en doble exposición y se aplica zoom al 200%. Con la herramienta regla, se proyecta una línea paralela a la línea de la fotografía de posición neutra. Luego se selecciona la pestaña Análisis-herramienta regla, y se traza una línea paralela a la línea homóloga de la fotografía de rango máximo.
El programa nos entrega la medición del ángulo en grados (Figura 6). Para determinar el ángulo de desplazamiento de cada UP en rango completo de movimiento, se promediaron los valores obtenidos en las líneas que conforman cada UP. (Ej.: para UP 10 línea 1 y línea 2, para UP 20 línea 2 y línea 3). Se consideraron como significativos los valores iguales o mayores a 5° (Figura 6). Las variables obtenidas de elongación de la piel (en pixeles), desplazamiento de la piel en pixeles y mm) y ángulo (en grados) del desplazamiento de la piel en tórax anterior de ambas extremidades, medido en forma independiente, se incorporan en planilla Excel; se calculan medidas de posición, dispersión y se aplica test para diferencia de proporciones con p < 0,05.

Resultados

El 52,4% de la muestra corresponde al sexo femenino; la edad promedio es de 8,45 ± 1,06 años; el IMC fluctuó entre 14 (7 años) y 22 (10 años), con una media de 16,83 ± 2,33 kg/m2

a) Reclutamiento de piel en tórax anterior
El 59,5% de los niños reclutan piel hasta la UP 100 en abducción del hombro derecho y de 66,7% en abducción del hombro izquierdo. La diferencia de proporciones, no es significativa (p > 0,25) (Tabla 1).
El promedio de desplazamiento de piel de TA en abducción de cada hombro en forma independiente, describe una curva que se inicia alrededor de 9 mm en línea 1, tiene un peak de 13 mm para hombro derecho y de 15 mm para hombro izquierdo en línea 4, para declinar a 1,82 mm en abducción de hombro derecho y de 2,64 mm en abducción de hombro izquierdo en línea 11. El desplazamiento de piel en hombro izquierdo es ligeramente superior en todas las líneas que el hombro derecho, excepto en la última (Figura 7).

56

b) Elongación de piel en TA
La elongación de la piel a lo largo del tórax tiene una distribución similar para ambas extremidades superiores. La mayor cantidad de niños presenta la mayor elongación de la piel en la UP 50 (Tabla 2).

c) Ángulo de desplazamiento de piel en TA frente al movimiento de abducción de hombro
En UP 10, se concentra el mayor ángulo de desplazamiento de la piel en el TA, en un 86% de los sujetos evaluados para el movimiento de abducción de hombro derecho y en 100% de los niños para el hombro izquierdo. Esta diferencia de proporciones, resultó estadísticamente significativa (p ≤ 0,008) (Tabla 3). En Figura 8, se observa un comportamiento similar para el ángulo de desplazamiento de piel de TA de ambas extremidades superiores; el mayor ángulo ocurre en la UP 10 de 20,6° para la abducción de hombro derecho y de 17,8° para la abducción de hombro izquierdo. El menor ángulo de desplazamiento se presenta, en ambos hombros en la UP 100.

7

Discusión

El presente estudio fue realizado con el objetivo de aportar conocimientos teóricos sobre el comportamiento biomecánico de la piel de niños sanos, que puedan ser aplicados como base de futuras investigaciones en pacientes con secuelas de quemaduras.
La formación de contracturas cicatrizales es la principal manifestación clínica en las secuelas por quemaduras en la piel del niño, pudiendo provocar una limitación funcional en el paciente, principalmente en aquellas zonas de mayor movilidad6.
Los campos de piel, que contribuyen funcionalmente al rango de movimiento articular, definidos como unidades funcionales cutáneas, podrían ser un nuevo elemento predictor de la probabilidad del desarrollo de contracturas cicatriciales y/o limitaciones funcionales en pacientes con secuelas de quemaduras.
Frente al movimiento de abducción completa de hombro, el reclutamiento de piel del TA de niños sanos de 7 a 10 años de edad observado en este estudio, se extendió en la mayoría de los sujetos, hasta la unidad porcentual UP 100, para ambas extremidades. El mayor reclutamiento de la piel en los niños puede deberse a una mejor transmisión de la fuerza de tensión como consecuencia de las diferencias estructurales que presenta en relación a la piel del adulto12.
En cuanto al desplazamiento de piel en TA, la zona donde se genera un mayor desplazamiento al realizar el movimiento de abducción completa de hombro, se relaciona con la ubicación de la línea número 4 y 3. Este comportamiento se repite para ambas extremidades superiores.
Considerando que las mediciones se tomaron en relación a la línea media del tórax y que la tensión generada por el movimiento tiene un ángulo de desplazamiento en esa zona, podemos deducir que el vector vertical de la fuerza es mayor en esa porción del tórax, generando el mayor desplazamiento observado.
Con respecto a la zona en donde se genera menor desplazamiento de piel, ésta corresponde a la 11° línea, para ambas extremidades, lo cual indica que el reclutamiento de piel es relativamente bajo a ese nivel del TA, debido a la posible pérdida de tensión a lo largo del tórax.
En todos los sujetos evaluados, el espacio que presenta mayor elongación para el movimiento evaluado, corresponde a la UP 50, en ambas extremidades superiores. Esta UP está inmediatamente por debajo de las líneas que más se desplazaron, lo que podría significar que en la UP 50 se produce un equilibrio entre el vector de fuerza vertical y el horizontal lo que genera una mayor elongación de la piel.
Del análisis del ángulo de desplazamiento de la piel sana, en el TA frente al movimiento de abducción completa de hombro, los resultados obtenidos reflejan que la UP 10 es la que logra el mayor ángulo de desplazamiento a lo largo del TA. Este fenómeno se repite para ambas extremidades, ocurriendo en el 100% de la muestra para el movimiento de abducción completa de hombro izquierdo, y levemente menor en el hombro derecho (86%). El mayor ángulo de desplazamiento de la UP más cercana al movimiento, se debe a que la tensión de la piel en esa zona es ejercida principalmente sobre la cara lateral del tórax y no a nivel de la línea media. La diferencia que se observó entre las mediciones del ángulo del hombro izquierdo versus las del hombro derecho puede deberse a que el brazo dominante se somete, durante las actividades de la vida diaria a rangos más completos que el contralateral. Esto genera que la piel del tórax del lado derecho sea más flexible
que la del izquierdo.
Estos nuevos datos nos dan una base de normalidad para la realización de estudios similares, que busquen describir los cambios biomecánicos que se producen en la unidad funcional cutánea de TA, cuando existe en esa zona la presencia de tejidos que, estructural y fisiológicamente son diferentes, como las cicatrices13,14. El análisis de las diferencias que se presenten entre estos distintos tejidos puede significar una mayor eficiencia en el pronóstico y el tratamiento de los pacientes con secuelas de quemadura.
La principal limitante de este estudio, es el tamaño de la muestra (n = 42), lo que impide que estos resultados puedan ser extrapolados a la población compuesta por niños sanos entre 7 y 10 años de edad, pero sin duda es un claro reflejo del comportamiento de la piel frente al movimiento evaluado.

Conclusión

La UFC de TA para el movimiento de abducción del hombro, es más ancha que en adultos. La tensión de la piel, es más alta en unidades porcentuales de la parte central del pecho.

Referencias

1. Minns R, Soden P, Jackson D. The role of the fibrous components and ground substance in the mechanical properties of biological tissues: A preliminary investigation. J Biomech 1973; 6: 153-65. (Link)

2. Rodríguez LM, Pinto PC. Análisis de la Influencia del grado de hidratación de la epidermis en el comportamiento biomecánico de la piel in vivo. Ars Pharmaceutica 2004; 45 (1): 59-71.

3. Couturaud V, Coutable J, Khaiat A. Skin biomechanical properties: in vivo evaluation of influence of age and body site by non invasive method. Skin Res Technol 1995; 1: 68-73.

4. Gibson T. Karl Langer and his line. Br J Plast Surg 1978; 31: 1-2. (Link)
5. Richard RL, Ford J, Miller SF, Staley M. Photographic measurement of volar forearm skin movement with wrist extension: the influence of elbow position. J Burn Care Rehabil 1994; 15: 29-33. (Link)

6. Richard RL, Lester ME, Miller SF, Bailey JK, Hedman TL, Dewey WS, et al. Identification of cutaneus functional units related to burn scar contracture developed. J Burn Care Res 2009; 30: 625-31. (Link)

7. Cerpa S. Identificación de las unidades funcionales cutáneas en tórax anterior para los movimientos de extensión cervical y abducción de hombro en niños sanos de entre 7 a 10 años. Tesis para optar al título de kinesiólogo. Universidad Santo Tomás. Santiago-Chile. 2009.

8. CDC. 2 a 20 años: Niños. Percentiles del índice de masa corporal por edad. Disponible en: http://www.cdc.gov/ growthcharts/data/spanishpdf95/co06l023.pdf [Consultado 14-6-2012].

9. Ministerio de Salud. Norma técnica de evaluación nutricional del niño de 6 a 18 años. Gobierno de Chile. Año 2003. (Link)

10. Burrows R, Díaz N, Muzzo S. Variaciones del índice de masa corporal (IMC) de acuerdo al grado de desarrollo puberal alcanzado. Rev Med Chile 2004; 132: 1363-8. (Link)

11. Light D, Arvanitis G, Abramson D, Glasberg S. Effect of weight loss after bariatric surgery on skin and the extracellular matrix. Plast Reconstr Surg 2010; 125: 343-50. (Link)

12. Escoffier C, Rigal J, Rochefort A, Vasselet R, Leveque JL, Agache PG. Age-related mechanical properties of human skin: an in vivo study. J Invest Dermatol 1989;93: 353-7. (Link)

13. Linares HA. From burns to scar. Burns 1996; 22: 339-52. (Link)

14. Clark JA, Cheng A, Leung Y, Leung S. Mechanical properties of normal skin and hypertrophic scars. Burns 1996; 22: 443-6. (Link)