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A escoliose é uma deformidade tridimensional na qual todas as características biomecânicas são utilizadas para fazer o espartilho e para a fisioterapia. Vamos nos concentrar especialmente nos movimentos acoplados que são a base para a transformação digital do espartilho corretivo e podem ser usados para a realização de todas as órteses. No fundo, você vê a primeira representação 3D da escoliose feita por Jean Dubousset e Henry Graf 50 anos atrás. Nasceu a "Vista Da Vinci".
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Certas regras fundamentais da biomecânica são essenciais para compreender a escoliose nas suas 3 dimensões.
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Em torno de um eixo, apenas dois movimentos são possíveis: rotação e translação.
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Em relação a um eixo, um sólido tem dois graus de liberdade.
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Tradução e rotação, por exemplo, ao longo do eixo vertical.
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O movimento entre duas vértebras é realizado ao longo de 3 eixos: 2 horizontais; transversais (unindo os processos transversais) e sagitais (no eixo do processo espinhoso) e 1 verticais (no eixo da medula). O movimento intervertebral tem, portanto, 6 graus de liberdade em cada um dos 17 níveis torácico e lombar.
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Descreveremos sucessivamente o plano funcional da coluna vertebral e os 3 planos anatómicos de referência.
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O plano inicial da função vertebrada é o plano frontal. A passagem do meio aquático para o meio terrestre e o bipedalismo modificam o plano funcional que se torna sagital.
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Os 3 planos anatómicos de referência são: o plano frontal, o plano sagital e o plano horizontal (ou plano transversal). Embora o movimento ocorra no espaço, por convenção, a mobilidade vertebral é descrita nestes 3 planos anatómicos de referência.
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Movimento global em um plano de referência anatômico é a soma das projeções no plano de referência dos movimentos segmentares entre duas vértebras que realmente ocorrem em 17 planos diferentes.
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O movimento no plano frontal é a soma de todos os movimentos intervertebrais nos planos lombar, torácico e cervical.
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A terminologia 3D foi definida por Ian Stokes e pode ser encontrada no site da Scoliosis Research Society.
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A linha vertebral do corpo descreve a forma da coluna vertebral em um sistema de coordenadas globais. As vértebras estão localizadas nesta linha. Cada vértebra define o seu próprio sistema de coordenadas de acordo com a sua orientação.
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O método Cobb de quantificação da gravidade da curva mede tanto a curvatura como o grau de inclinação das vértebras terminais. As perpendiculares à linha do corpo vertebral medem apenas a curvatura.
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4 escalas de medição podem ser usadas. O nível segmentar mede a deformação do corpo vertebral. O nível regional mede uma das 3 regiões torácica, lombar e cervical. O nível da coluna vertebral mede toda a coluna vertebral. O nível global integra a pélvis e a cabeça.
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A hierarquia dos quatro sistemas de coordenadas define a geometria vertebral: (a) Coordenadas locais baseadas em uma vértebra. (b) Coordenadas regionais baseadas em curvaturas definidas pelas vértebras nos limites de uma curvatura ou outra região vertebral. c) Coordenadas de toda a coluna vertebral, definidas pelo eixo Z que passa pelos centros das vértebras C7 e L5 mais afastadas de toda a coluna vertebral. d) O sistema global de coordenadas de corpo inteiro com a sua origem na base da coluna vertebral (S1) e o eixo Z vertical (linha de gravidade).
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O movimento no plano frontal é realizado por rotação em torno do eixo sagital ou translação ao longo do eixo transversal. Se a coluna fosse reta, haveria um único plano frontal, mas por causa dos desvios no plano frontal e no plano sagital, todos os movimentos intervertebrais ocorrem em planos diferentes.
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No plano sagital, além das costas planas, a coluna vertebral não é reta. Temos curvaturas fisiológicas: lordose lombar e cifose torácica. A rotação em torno dos eixos sagitais (azul) ocorre em múltiplos planos. Esta estrutura de planos sobrepostos garante uma excelente estabilidade no plano de função sagital. O casting regional visa restaurar as curvaturas do plano sagital.
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É a orientação das articulações posteriores que vai determinar a mobilidade no plano frontal. No nível torácico, as articulações posteriores estão localizadas no plano frontal, enquanto no nível lombar estão localizadas em um plano mais sagital.
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O movimento no plano frontal é obtido por rotação no eixo sagital e/ou translação ao longo do eixo transversal, dependendo da orientação das articulações posteriores. Se a coluna fosse reta, haveria um único plano frontal, levando em conta os desvios no plano frontal e no plano sagital, todos os movimentos intervertebrais ocorrem em planos diferentes.
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No nível torácico, a orientação frontal das articulações posteriores favorece a rotação no eixo sagital, ou seja, a flexão,
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O movimento rotacional sobre o eixo sagital está em um dos 17 planos determinados pelas curvaturas no plano sagital.
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Vários espartilhos operam de acordo com este princípio de flexão induzida por um sistema de 3 pontos.
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Na região lombar, a orientação sagital das articulações posteriores favorece os movimentos no plano sagital. A mobilidade no plano frontal é então alcançada por translação ao longo do eixo transversal.
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Na região lombar, este movimento translacional ao longo do eixo transversal será favorecido pela espessura do disco intervertebral e pela ausência de uma articulação costovertebral.
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Como antes, esse movimento se dá em vários planos devido à lordose.
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Um segundo elemento anatômico pode limitar o deslocamento lombar. Esta é a Anomalia Estrutural Assimétrica da Base Iliolombar que foi descrita pela du Peloux há 45 anos. Caracteriza-se por uma inclinação de L4 com encurtamento do ligamento iliotransverso convexo. A única maneira de esticar este ligamento é empurrar os corpos vertebrais de L3 e L4 em direção à linha mediana, ou seja, tosquiar a crista ilíaca.
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À direita, a tosquia no planalto ilíaco convexo é claramente visível. A expansão na concavidade é inútil; pelo contrário, uma parede côncava deve ser criada para impulsionar as forças de translação frontal para cima (efeito push up). Em caso de dupla curvatura, a parede côncava facilita a flexão corretiva da convexidade torácica.
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No plano sagital os movimentos fundamentais também são realizados nos eixos horizontais com inversão das rotações e translações em relação ao plano frontal. O movimento no plano sagital é a combinação da rotação sobre o eixo transversal horizontal e translação ao longo do eixo sagital horizontal.
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O movimento no plano sagital é a soma de todos os movimentos intervertebrais nos planos lombar, torácico e cervical.
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O movimento translacional ao longo do eixo sagital está em tantos planos quantos as vértebras incluídas na curvatura cartográfica, essencialmente ao nível torácico, dada a orientação das articulações posteriores.
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O mesmo se aplica ao movimento rotacional sobre o eixo transversal, que se localizará em tantos planos quantos as vértebras incluídas na curvatura cartográfica essencialmente ao nível lombar, levando em conta a orientação das articulações posteriores.
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Na escoliose, a multiplicidade de planos de mobilidade segmentar do plano sagital significa que na geometria plana a ação mecânica dos espartilhos é muitas vezes limitada à vértebra apical escamoteada.
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É o mesmo a nível torácico, a multiplicidade de planos constitui uma espécie de livro aberto, o que explica a dificuldade de cicatrização de um dorso plano.
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No plano sagital, a mobilidade é mais fácil na região lombar, mas é mais limitada na região torácica, principalmente porque a espessura dos discos intervertebrais é menor.
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A correção no plano sagital é, no entanto, fundamental para alcançar o equilíbrio isostático, pois é nesta posição ideal de contato que se obtém a melhor mobilidade no plano frontal.
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O equilíbrio isostático sagital é específico para cada paciente e é determinado pela incidência de protuberância, que é um fator constitucional. A incidência lumbo-pélvica é acoplada à versão pélvica e a inclinação da base sacral. É a soma destes. Se conhecemos a incidência lumbo-pelvica, o sagittalômetro nos fornece a versão pélvica e a base sacral para um equilíbrio isostático ideal. Qualquer movimento da pélvis altera as curvaturas vertebrais. A própria versão pélvica está acoplada à lordose lombar. A retroversão pélvica diminui a lordose lombar e aumenta a tensão no disco intervertebral. A anteversão pélvica aumenta a lordose e o stress no arco posterior. Assim como a versão pélvica, a lordose ideal é determinada pelo sagittalômetro. Devido à orientação das articulações posteriores, a mobilidade no plano sagital lombar é excelente e é fácil ajustar a lordose lombar com precisão. A mobilidade lombar é maior em equilíbrio isostático, o que favorece o deslocamento no plano frontal. Por outro lado, a flexão é menos eficaz na região lombar. No nível torácico, a estabilidade e solidez são favorecidas, mas movimentos de baixa amplitude são possíveis nas 3 direções. Estes movimentos também serão favorecidos quando o plano sagital estiver em equilíbrio isostático. Devido à orientação das articulações articulares posteriores, o movimento principal é a rotação em torno do eixo sagital azul, ou seja, um movimento de flexão. Na fisioterapia, prefere-se a erosão por concavidade na direção da cifose torácica com melhor equilíbrio isostático à erosão por convexidade que favorece um dorso plano e limita a mobilidade frontal.
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A torção é o resultado da soma das rotações ao longo do eixo vertical. É favorecida pela gravidade.
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O movimento no plano horizontal é a soma de todos os movimentos intervertebrais nas regiões lombar, torácica e cervical.
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A compressão axial facilita a deformação da coluna vertebral, causando um efeito de fivela.
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O movimento ao longo do eixo vertical é característico da coluna vertebral do tronco.
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A escoliose é uma espiral com um círculo gerador horizontal. É chamada de torção quando se considera uma curvatura inteira ou uma região vertebral, é chamada de rotação em nível segmentar, geralmente máxima e medida nas vértebras apicais.
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A rotação ao longo do eixo vertical se dá em 17 planos horizontais sobrepostos. Se os eixos verticais fossem retos, a sobreposição destes planos assemelhar-se-ia a um mille-feuille.
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Na realidade, na escoliose, o eixo vertical não é reto e é impossível obter uma detorsão na geometria plana.
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A torção é a soma das rotações segmentares que estão todas em um plano diferente.
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Com exceção do espartilho Milwaukee, todos os espartilhos atuais são baseados em um único ou múltiplo sistema de 3 pontos. Na ARTbrace, não há suporte ou contra-suporte, não há pressão ou expansão. Todo o volume do tórax e abdômen será modificado de acordo com as regras muito precisas da fundição regional.
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A erosão ou detorsão global é a soma da translação ao longo do eixo vertical (efeito push up) e a rotação ao redor do eixo vertical induzida pela assimetria.
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Para cada vértebra, todos os 3 planos se movem e nenhuma curvatura escultórica é registrada no mesmo plano. Os 3 planos variam independentemente. Ao contrário da ação segmentar do sistema de 3 pontos, que atua apenas em uma vértebra, a ARTbrace produz uma coluna torso-colar em direção oposta à coluna torso-colar em uma espinha geralmente alongada. É possível sobrepor o espartilho nas colunas do tronco do templo em Jerusalém.
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A vantagem do círculo gerador horizontal helicoidal é que é possível modificar e ressuperimpor várias regiões vertebrais sem perder o movimento helicoidal.
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A torção ocorrerá entre dois pontos fixos em ambas as extremidades da curvatura.
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Em geometria sólida, existem dois tipos de destorção, a geométrica e a mecânica.
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O primeiro mecanismo de desenrolamento é o desenrolamento geométrico, ou seja, um alongamento translacional ao longo do eixo vertical no sentido oposto ao do desenrolamento por compressão.
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O espaço máximo no disco intervertebral aumenta a mobilidade e promove a erosão segmentar. No nível torácico, a erosão é preferencialmente realizada através da concavidade para promover o equilíbrio isostático.
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O alongamento axial sempre foi um elemento importante no tratamento ortopédico conservador da escoliose. O ponto fixo é quase sempre a pélvis. No antigo espartilho de Lyon, o alongamento axial é realizado por suportes subaxilares ajustáveis ao longo do mastro posterior. No Boston e Chêneau, é a parte inferior da coluna vertebral que promove a extensão (efeito núcleo cereja) Na ARTbrace, é a aplicação precisa no nível sub-axilar e o ajuste da cinta de cremalheira e pinhão no nível tóraco-lombar que provoca uma espécie de extrusão (efeito tubo maionese).
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A aplicação sub-axilar é idêntica à de uma criança. A alta rigidez da poliamida por si só garante esta aderência sem a necessidade de utilizar o fecho frontal de velcro, que só existe para estabilizar o espartilho.
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Este gráfico de Punjabi e White mostra a eficácia das ações mecânicas ao longo do eixo vertical acima de 40°.
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O segundo mecanismo é a detorsão mecânica que é realizada através de toda a superfície externa do tórax. O espartilho irá corrigir a deformação torácica e a assimetria da dobra da cintura, mas acima de tudo irá deslocar os volumes. As faces do sólido obtido nos planos de corte são chamadas de bases do tronco, e a distância entre os dois planos de corte é a altura do tronco. As faces laterais deste sólido não são necessariamente planas, mas são parabolóides hiperbólicos.
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As duas hemi-válvulas do ARTbrace são de fato parabolóides hiperbólicos adicionando "efeito Pringle" e uma detorsão mecânica obtida pela detorsão dos scanners 2 e 3.
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No plano frontal, a única mobilidade está nas expansões. No plano sagital, não há mobilidade. Por outro lado, o cisalhamento e a erosão são possíveis dependendo da deformação da barra posterior metálica e do conjunto de dobradiças e das hemi-válvulas de poliamida.
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Clinicamente e de acordo com os mesmos princípios, músculos e fáscias formam cadeias espirais cruzando-se para frente na região toracolombar e para trás na região lombossacra.
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Homo-sapiens são capazes de mobilizar essas cadeias durante a atividade esportiva devido à natureza tridimensional da mobilidade vertebral.
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Entre os dois pontos fixos correspondentes aos limites da escoliose, tentamos formar um casal de detorsão.
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O tipo de contato é um dos principais elementos de conformidade. Pode ser comparado com o obtido para levantar fardos de feno sem rasgar a fina película plástica que os reveste. Não há mais a zona de hiperpressão criada pelo sistema de 3 pontos múltiplos, mas uma detorsão global entre as duas chaves axilares e pélvicas, distribuindo a tensão por toda a superfície.
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Na ARTbrace, não há mais bolas internas. O tronco é guiado e deve mover-se como em uma pista de bobsled curva na direção oposta à escoliose.
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A modificação do volume externo do tórax é realizada por um movimento de inversão da escoliose em plano frontal e a reconstituição de um plano fisiológico sagital em equilíbrio isostático que provocará automaticamente uma DETORSÃO.
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Essa detorsão é conseqüência de movimentos acoplados no plano sagital e frontal, como explicado por Punjabi em 1978.
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Esta detorsão será máxima em equilíbrio isostático sagital.
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A avaliação radiológica da escoliose sempre foi difícil. Além das dificuldades de leitura entre as regiões lombar e torácica, a irradiação repetida muitas vezes limita a avaliação apenas ao plano frontal. Graças a Georges Charpak, a irradiação foi reduzida de 9 para 25 vezes. Os avanços na digitalização permitem uma reconstrução 3D confiável, que usamos para avaliar a correção ortotética no plano horizontal. Na verdade, podemos visualizar a rotação ao nível dos 17 segmentos vertebrais. A escala 1:1 permite uma precisão notável. A reconstrução manual leva 20 minutos, mas é possível medir os ângulos de curvatura máximos reais, o que não é possível com projeção frontal. Com a tecnologia EOS, a partir de um exame básico 2D, temos acesso ao 3D.
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As leis do movimento acoplado na coluna vertebral também têm sido descritas no contexto de manipulações da coluna vertebral. Para uma mesma inflexão frontal, o sentido de rotação pode variar de acordo com o plano sagital. Para desarticular uma escoliose, o plano sagital deve ser posicionado em equilíbrio isostático. No caso de costas planas, a rotação de carteira pode ser acentuada.
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A ilustração deste princípio é obtida experimentalmente através da criação de uma escoliose estrutural por uma única curvatura no plano frontal.
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Em algumas curvaturas corretivas realizadas na posição supina, a rotação lombar pode ser acentuada.
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O mesmo é válido aqui no nível torácico.
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De acordo com o segundo princípio da manipulação vertebral, quando a coluna vertebral é curvada em flexão ou extensão no plano sagital, ou seja, em equilíbrio isocinético, uma inflexão unilateral é acompanhada de rotação na mesma direção, corrigindo a rotação cartográfica.
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A erosão da escoliose é automática durante a correção frontal quando as vértebras estão em equilíbrio isocinético definido pela restituição das curvaturas fisiológicas no plano sagital.
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O espartilho lombar GTB é sempre feito em lordose e a erosão é claramente visível neste exemplo.
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A confirmação é dada pelo estudo dos 3 elencos sucessivos feitos para a ARTbrace. Na peça fundida nº 1 feita em extensão, as duas correias permanecem equilibradas.
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Durante a varredura lombar nº 2, uma primeira destorção é observada entre as cintas pélvica e escapular.
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Esta destorção entre as duas cintas torna-se mais pronunciada no exame 3 ao nível do tórax.
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Aqui está o resultado radiológico do caso nº 90, com uma escoliose torácica inicial de 39° e uma gibosidade de 17° ATR. Excelente correção do espartilho com redução total da curvatura. O plano sagital também é melhorado.
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Sob EOS 3D, a detorsão resulta em uma aproximação das vértebras na linha média.
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Aqui está o quadro clínico desta criança em um espartilho
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A Risser 5, após 2 anos de tratamento com espartilho, a angulação permanece estável a 13°.
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Aspecto clínico ao final do tratamento após 6 meses de tratamento com espartilho noturno. O ângulo de rotação do Bunnel é inferior a 10°.
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O exemplo mais espetacular foi observado nesta criança de 11 anos de idade que vive no Brasil e que tem uma rotação torácica significativa. A correção do espartilho é satisfatória.
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Mas a correção mais espetacular de 141% está no plano horizontal com inversão de rotações segmentares e detorsão global. Como sempre, as vértebras se agrupam ao longo da linha de gravidade.
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Em conclusão, o método de Lyon é diretamente derivado da biomecânica 3D da escoliose e mostra o interesse da geometria global dos sólidos com correção 3D regional por movimentos acoplados. Fisioterapia e espartilho ARTbrace seguem exatamente os mesmos princípios.
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