Aula Professora Sandra Aliberti- Biomecanica
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Sumário 1. BIOMECÂNICA 2. 3. 4. 5. 6. Ft. Ms. Sandra Aliberti 7. 8. TIPOS DE ANÁLISE DO MOVIMENTO Tipos de análise do movimento humano Biomecânica - Definições Biomecânica - Áreas Terminologia - Planos e Eixos Biomecânica da marcha: funções e disfunções Biomecânica da posição sentada Outros estudos aplicados Avaliação Análise QUALITATIVA do movimento • • Análise Qualitativa : não numérica, observação direta • • Subjetiva Aplicação direta Baixo custo Ex: Observação visual direta (roteiro), vídeo • Análise Quantitativa : numérica, coleta de dados Ex: Descrição das forças e componentes temporais do movimento Forças? Causas ? Análise QUANTITATIVA do movimento • Objetiva • Embasa o que se vê visualmente • Análise de dados • Custo mais elevado QUALITATIVA X QUANTITATIVA Qual é a mais adequada? Depende : • • problema clínico / profissional ou pergunta científica Custo Possibilita avaliar: • Magnitude das forças geradas • Origem do movimento Biomecânica Terminologia Básica Planos e Eixos • Frontal : Terminologia Básica Planos e Eixos • anterior e posterior • Plano Frontal : eixo ântero – posterior Sagital: direita e esquerda • Plano Sagital: eixo médio-lateral • Transverso : superior e inferior • Transverso : eixo longitudinal Em que plano e eixo acontece o movimento do tronco deste jogador ? Em que plano e eixo acontecem os movimentos dos membros inferiores desta aluna? Outros exemplos... Qual movimento? Outros exemplos de plano sagital e eixo médio –lateral Movimentos? E estes movimentos... em que plano e eixo estão ? Definições Ø Biomecânica Aplicação dos conceitos e métodos da mecânica para o estudo dos seres vivos Ø Mecânica Plano frontal e eixo antero-posterior Qual movimento? Aplicação Multidisciplinar da Biomecânica esporte & educação física medicina controle motor anatomia funcional biomecânica reabilitação animação engenharia biomédica indústria Estudo da descrição e das causas do movimento de um sistema ANTROPOMETRIA Áreas da Biomecânica • • • • Antropometria Cinemetria Dinamometria Eletromiografia Mensurar as características de forma,constituição e distribuição de massa do corpo humano • Massa,estatura, IMC • Modelos antropométricos CINEMETRIA Variáveis cinemáticas ANTROPOMETRIA Centro de massa Ponto em torno do qual a massa corporal está uniformemente distribuída Examina o movimento a partir de uma perspectiva espacial e temporal • • • • Com que rapidez um corpo está se movendo? Qual altura atinge? A que distância se desloca? Qual a variação angular? Ponto de equilíbrio Somatória dos torques = zero Mensuração de variáveis cinemáticas: Tendência de uma força em causar rotação em um eixo T=F *r • • • • posição deslocamento velocidade aceleração CINEMETRIA / Instrumentos Câmeras de vídeo Sistemas óptico-eletrônicos • Acelerômetros • Eletrogoniômetros CINEMETRIA / Instrumentos • •Câmeras • •Sistemas de vídeo óptico-eletrônicos •Acelerômetros •Eletrogoniômetros EFEITO RETROATIVO Teorema de Nyquist ou amostragem Frequencia de amostragem no mínimo 2 vezes a frequencia do sinal Acessível X precisão ??? Digitalização Pouco acessível X maior precisão CINEMETRIA / Instrumentos CINEMETRIA / Instrumentos •Câmeras de vídeo óptico-eletrônicos •Acelerômetros •Eletrogoniômetros •Sistemas •Câmeras de vídeo óptico-eletrônicos •Acelerômetros •Eletrogoniômetros •Sistemas a = mudança da velocidade mudança no tempo Medida direta da variação angular Precisão depende da articulação / plano mensurados VARIÁVEIS CINEMÁTICAS DA MARCHA • Comprimento do passo contato inicial/ pé oposto ( 70cm) • Comprimento da passada contato inicial/ mesmo pé (140cm) • Velocidade • Base de suporte distância entre calcanhares (5-10 cm) VARIÁVEIS CINEMÁTICAS cadência X comprimento passo em unidade tempo Qual plano? Qual instrumento? DINAMOMETRIA • Mensuração de variáveis cinéticas: Examina as forças que atuam no corpo humano Tenta definir as forças causadoras do movimento • Instrumentos – Plataformas de força – Sensores de pressão FORÇA DE REAÇÃO DO SOLO (FRS) Terceira lei de Newton Lei da ação-reação “Força de reação proporcionada pela superfície em que o indivíduo está se movimentando” Instrumento Plataforma de força FORÇA DE REAÇÃO DO SOLO (FRS) Distribuição da Pressão Plantar - DPP DPP = F/A • • Plataforma de pressão (descalços) Palmilhas (dentro dos calçados) Vertical/ impacto Eletromiografia Mensuração da atividade elétrica do músculo ou ativação muscular Uso X Abuso Eletromiografia Mensuração da atividade elétrica do músculo ou ativação muscular MARCHA Estudo da marcha humana – Por quê? n n n n Locomoção Expressão elementar do movimento humano Atividade comum e fundamental para o cotidiano Excelente teste funcional de vários sistemas (interação dinâmica das diversas articulações, integração sensório motora) Marcha Animal Fornece informações para: tomada de decisão cirúrgica órteses, próteses fases do desenvolvimento motor envelhecimento reabilitação ortopédica e neurológica (pré /pós) prevenção lesões prescrição atividade física Marcha Humana BREVE HISTÓRICO IRMÃOS WEBER (1836): estudo da marcha humana a partir de leis mecânicas: comparações com pêndulo, estudos com cronofotografia/ ciclo marcha) FASES DO CICLO DA MARCHA Fase de apoio (60%) Fase de balanço (40%) MAREY (1882): pioneiro da cinematografia (cronociclo/ video). BRAUNE & FISCHER (1889, 1906): Análise matemática 3D da marcha, centro de gravidade e momento de inércia de cadáveres Contato inicial Médio-apoio Propulsão Balanço inicial Balanço médio Balanço terminal Passo / passada Ciclo? APLICAÇÕES VARIÁVEIS CINEMÁTICAS FASES DO CICLO DA MARCHA n Cadência n Comprimento do passo contato inicial/ pé oposto ( 70cm) n Comprimento da passada contato inicial/ mesmo pé (140cm) n Velocidade n Base de suporte distância entre calcanhares (5-10 cm) número de passos em determinada unidade de tempo Adulto saudável / média : 113 passos min cadência X comprimento passo em unidade tempo absorção / geração APLICAÇÕES Flexão plantar/ extensão n B n C n 5 n 0 n n A -5 n -10 n -15 n -20 n -25 n -30 n n 0n 20n n 40n 60n 80n Tempo(% da fase de apoio) D 100 n 120 CINÉTICA: FORÇA REAÇÃO DO SOLO C B 10 n Variação angular de tornozelo (graus) n Dorsiflexão / flexão Variação angular de tornozelo (graus) VARIÁVEIS CINEMÁTICAS 10 5 0 A -5 -10 -15 -20 D -25 -30 0 20 40 60 80 100 120 Tempo(% da fase de apoio) médio-apoio contato inicial propulsão Fase de apoio Relação com a cinemática Pico passivo / taxa crescimento calçados Distribuição da Pressão Plantar - DPP Eletromiografia - EMG Indicação da ativação muscular Fase apoio SINCRONIZAÇÃO DE DADOS Eletromiografia - EMG Influência da Síndrome da Dor Patelofemural Fase balanço n n Como? Qual instrumento ? SINCRONIZAÇÃO DE DADOS Ex: DPP e Eletrogoniometro DPP em três subfases da marcha C Variação angular de tornozelo (graus) B Disfunções da Marcha 10 5 0 A -5 -10 -15 -20 D -25 -30 0 20 40 60 80 100 120 Tempo(% da fase de apoio) médio-apoio (Aliberti, 2008) contato inicial CICLO MARCHA Osteoartrite quadril, Necrose avascular propulsão Marcha PC - Hemiplegia Direita(afetado) Esquerdo 500 PC Força Vertical (N) 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 Tempo de apoio (%) Jakobovistsch & Serrão (1998) PQ mudam as porcentagens ? Só muda o lado comprometido ? Neuropatia Diabética Lesão do LCA Deformidade de charcot, úlcera 2o metatarso Biomecânica da Posição Sentada e suas Implicações para a Coluna Vertebral BIOMECÂNICA DA POSIÇÃO SENTADA “Devido ao desenvolvimento tecnológico e econômico, a posição sentada tornou-se a postura mais comum no ambiente de trabalho” ( Van Dieën , 2001) “Apesar do desenvolvimento de mobiliário e estações de trabalho apropriados, muitos trabalhadores continuam apresentando dores músculo – esqueléticas”(Mc Lean ,2001) Posição em Pé x Posição Sentada – Coluna Lombar Breve Histórico – Biomecânica da Posição Sentada -Retroversão da pelve -Retificação da lordose lombar - Aumento da pressão intradiscal • 1966 - KNUTSSON ET AL - Avaliação EMG dos mm sacro espinhais • 1970 – NACHEMSON - Estudos da pressão intradiscal “in vivo” • 1974 – ANDERSON - Estudos pressão intradiscal e EMG - inclinação do encosto - suporte lombar - apoio p/ os braços - Estiramento da porção posterior da coluna lombar Biomecânica de Posição Sentada Adaptado de Anderson (1974) Biomecânica da Posição Sentada Anderson et al. (1974), in Chaffin, Anderson, Martin (2001:371) Apoio para os braços e inclinação apoio lombar Inclinação do encosto / suporte lombar Harrison et al (1999) Coury (1994) Harrison et al (1999) Postura Sentada x Sentar Prolongado X Movimento Características dos Estudos Ø Ø Antes de 1970 - Médias antropométricas das populações - Comentários de conforto - Observações das reações dos sujeitos estudados - Baseados nas idéias mecânicas teóricas dos autores Depois de 1970 - EMG - Pressão intradiscal - Escalas de conforto - Dinâmica Inversa - Modelos Biomecânicos Complexos (Harrison, 1999) “A compressão na coluna lombar , que ocorre durante o sentar por um período prolongado, diminui o fluxo de fluido nos discos, prejudicando sua nutrição” “Reduzindo a força compressiva ou impondo movimento à coluna , podemos diminuir a perda de fluido ou mesmo reverter este fluido de volta ao disco”(Van Dieen , 2001 ) Alguns outros exemplos de estudos biomecânicos aplicados Cadeira Dinâmica Comprimento da passada na marcha influencia o gasto metabólico e fatores de risco para OA de joelho em mulheres obesas? Relevância e Aplicação da pergunta Quais instrumentos? Ativação muscular em diferentes posições de pelve no “reformer” do pilates. Reto abdominal Multifido Glúteo máximo início da prática reabilitação Pressão plantar em indivíduos com e sem SDPF durante o descer escada [email protected]
