locomoção humana conceito

LOCOMOÇÃO HUMANA
Prof. Adriane Muniz
Escola de Educação Física do Exército (EsEFEx)
CONCEITO
Toda ação que move o corpo de um
animal através do espaço aéreo, aquático
ou terrestre – LOCOMOÇÃO
(CAPOZZO, 1991).
Atividade cíclica transporte do corpo
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Conjunto de movimentos rítmicos e alternados
Visam a locomoção corpo para frente
Mantêm o equilíbrio corporal
Menor gasto de energia
Transporte seguro e eficiente no espaço terrestre
(ALLARD, 1995).
Mais comum de todos os movimentos humanos.
O padrão de variabilidade de uma passada no dia-a-dia
é moderadamente baixo (WINTER, 1991).
Atividade complexa
Processo de aprendizado
Características essenciais:
Alternância cíclica da função de apoio
Existência de um período de transferência
Existência do período de duplo apoio
Transporte sem rodas
Ultrapassar obstáculos
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Sob o ponto de vista da
biomecânica
A marcha humana é um dos movimentos mais comuns.
Nela estamos expostos a forças externas constantes e,
portanto, o estudo dessas forças nos leva a entender
mecanismos dinâmicos da marcha.
Sob o ponto de vista da
Neurofisiologia
Na marcha humana é uma seqüência de eventos reflexos,
compondo movimentos altamente complexos, que uma
vez aprendido torna-se subconsciente. Vários
mecanismos de controle motor atuam na geração/controle
deste padrão de movimento.
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Sob o ponto de vista da
fisioterapia…
O entendimento dos mecanismos dinâmicos e
reflexos da marcha, permite-nos a intervenção
para a reeducação da marcha, um dos objetivos
terapêuticos mais importantes.
Aspectos históricos
Estudo do movimento humano
Filósofos
gregos
Galilei
(1564-1642)
Weber
e Weber (1986)
Propôs o modelo matemático para descrever a
perna de balanço durante a marcha
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Desenvolvimento tecnológico
Marey (1894)
Muybridge (1894)
Braune e Fisher (1890-1895)
Análise
matemática do movimento humano
Introdução da análise quantitativa
Leis newtonianas – estimação de forças internas
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Seqüência de eventos
Registro e ativação da marcha no SNC
Transmissão do sinal de marcha pelo sistema nervoso periférico
Contração dos músculos que desenvolvem a tensão
Geração de força e momentos articulares
Geração da Força de Reação do Solo
Em paralelo: sistema sensorial fornecem informações
em tempo-real feedback
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Exigências que o sistema de controle
necessita para permitir a locomoção
Ajuste da postura corporal inicial
Início e término quando necessário
Produção de um padrão rítmico e coordenado dos
músculos → impulsionar o corpo na direção desejada
Manutenção da estabilidade dinâmica do corpo
Modulação do padrão para alterar a velocidade da
marcha
Condução da caminhada até um ponto final
Minimização do gasto energético
Garantia da estabilidade estrutural
Medula
Funciona mais que transmissão de informação
Papel
na geração e controle da locomoção
Coordenação entre os segmentos
Animal com lesão na medula consegue modular as
respostas reflexas e realiza tarefas estereotipadas
Padrões motores complexos
Não
são suficientes para suportar o peso corporal
Propulsão
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Gerador de padrão central
Brown (1911) sugeriu que movimentos rítmicos
da locomoção são gerados por circuitos neurais
GPC – rede de interneurônios localizados na
medula, os quais geram um padrão cíclico e
rítmico de EMG permitem a locomoção bípede
A hipótese do GPC estimulação simples na coluna
produz um padrão rítmico de ativação no controle da
locomoção
Parte do padrão de ativação muscular é induzida por
reflexos – reflexo de estiramento (Duysens; Crommert,
1998)
Estímulos centrais
Iniciar, modificar e finalizar o ritmo
Evidência do PGC em humanos é indireta
Pang; Yang (2001) recém-nascidos 4 a 12 meses em esteira.
Recem natos geraram uma resposta motora coordenada
bilateralmente em resposta a perturbação unilaterais
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Pacientes paraplégicos
Posição supina – mínimo achado
subclínico de atividade EMG
Iniciação da marcha
Transição entre a posição em pé e a marcha
Requer desafio no controle de equilíbrio
Comparada com a marcha a solicitação do
sistema neuromuscular na iniciação e término
aumentam
Complexo de integração neural é necessário
Ajuste postural e atividade muscular no
tornozelo e quadril são necessários
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Iniciação da marcha
Inibição da musculatura postural
Platiflexores
Movimento
do COP para trás do COM,
levando o COM para frente
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Inabilidade de movimentar o COP para
trás não impede a iniciação da marcha
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CENTRO DE GRAVIDADE
Deslocamento:
Sagital
Frontal
Transverso
Determinantes da marcha:
Movimentos
Flexão
pélvicos
da joelho
Plantiflexão/dorsiflexão
do tornozelo
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CICLO DA MARCHA
Definição: Intervalo de tempo durante o qual
uma seqüência de eventos sucessivos e regulares
se completam.
O ciclo da marcha é uma seqüência maravilhosamente
orquestrada de eventos elétricos e mecânicos que culminam
na propulsão coordenada do corpo através do espaço
(LIEBER, 1992).
Divisão do ciclo:
Apoio
60% do ciclo
Balanço 40% do ciclo
Durante o ciclo:
cada
pé repete o mesmo padrão de movimento:
Pé enconsta do solo
Pé permanece no solo
Pé deixa o solo
Pé oscila através do ar
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Fases do ciclo
Contato Inicial (0 a 2%)
FRS:
Posterior ao tornozelo
Posterior ao joelho
A frente do quadril
EMG:
Dorsiflexores
IT
Extensores do quadril
quadríceps
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Fases do ciclo
Resposta da carga (0 a 10%)
CG posição mais baixa
Membro contralateral: retirada dos dedos
EMG:
Termina ação do tibial anterior
quadríceps
Fases do ciclo
Apoio médio (10 a 30%)
CG Posição mais alta
Membro contralateral: Balanço
EMG:
Quadríceps cessão
Tríceps
Glúteo médio
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Fases do ciclo
Apoio terminal (30 a 50%)
Contralateral: contato inicial
EMG:
Tríceps
Fases do ciclo
Pré-balanço (50 a 60%)
Segundo duplo apoio
retirada dos dedos
Contralateral: resposta a carga
EMG:
Flexores do quadril
tríceps
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Fases do ciclo
Balanço inicial (60 a 73%)
Única força externa é GRAVIDADE
Período de aceleração
Contraleteral: apoio simples
EMG:
Tibial anterior
Iliopsoas
Isquiotibiais
Fases do ciclo
Balanço médio (73 a 87%)
Tíbia vertical ao solo
Contralateral: apoio simples
Pêndulo - atividade muscular mínima
EMG:
Tibial anterior
Iliopsoas
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Fases do ciclo
Balanço terminal (87 a 100%)
Desaceleração
EMG
IT - evitar hiperextensão do joelho
Extensores do quadril
quadríceps
tibial anterior
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ASPECTOS BIOMECANICOS
DO ANDAR EM CRIANÇAS
“Quando uma criança inicia seus primeiros passos,
sua estratégia biomecânica é minimizar os riscos de
queda” (MILNE, 1924)
Quais são os fatores
científicos que contribuem
para o desenvolvimento da
maturação do padrão de
marcha na criança?
ASPECTOS BIOMECANICOS
DO ANDAR EM CRIANÇAS
Marcha independente
por
volta do 12 a 15 meses
Corrida nos 18 meses
Maturação da marcha (Vaughan, 2001)
Crescimento musculoesquelético e maturação do SNC
Mudam até os 5 anos de idade
Após 5 anos os parâmetros escalados pelo crescimento físico
são invariantes
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Padrões que alteram durante a maturação
Largura
da base de suporte diminui gradualmente
Movimento
torna-se suave
Movimento
recíproco de balanço dos braços torna-se
aparente
Cadência
diminui
Comprimento
do passo e velocidade da marcha
aumentam
Duração
do apoio simples aumenta
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ANÁLISE DA MARCHA
Efetivo instrumento:
quantificação
da habilidade da marcha
identificação de anormalidades no movimento
efeitos de uma terapia ou intervenção cirúrgica
Métodos de análise da marcha:
Análise
visual
Cinemática
Cinética
EMG
Análise da marcha
Movimento humano desafio para a
investigação científica
Pesquisa
Desenvolvimento
de um conjunto de métodos
e técnicas para a análise quantitativa
Hoje análise de marcha em estágio
comercial e aplicações clínicas
Aumento do interesse clínico
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Variáveis
Os sinais EMG, momentos de força e potências
se aproximam das causas do movimento.
As variáveis cinemáticas (velocidades,
comprimento da passada, ângulos articulares) e
forças reação do solo refletem o produto de
muitos efeitos integrados
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Porque analisar a marcha?
Uso Clínico:
Identificar as
causas das alterações
Melhor entendimento do tratamento
Acompanhamento do tratamento
Critério para alta do paciente
Determinar se outros tratamentos são necessários
Pesquisa:
Doenças
ou alterações
Melhora dos métodos de tratamento
Entendimento da mecânica corporal
Avaliação da performace de atletas
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AVALIAÇÃO CINEMÁTICA
Medidas dos deslocamentos dos segmentos
Ângulos articulares
Câmeras de vídeo de alta freqüência (60 a
180 Hz)
Reconstrução tridimensional
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AVALIAÇAO CINÉTICA
CINÉTICA:
Estudo
das forças que produzem o movimento
FRS
Resposta
as ações musculares e ao peso do corpo
transmitido pelos pés.
Instrumento de medida:
Plataforma de
força
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OUTRAS MEDIDAS UTILIZADAS
PARA AVALIAÇÃO DA MARCHA
Parâmetros espaço-temporais
Eletromiografia
Análise da atividade elétrica do músculo
Instrumento de avalição:
EMG
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Atividade Muscular
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Análise de dados cinéticos e cinemáticos
Dados Cinéticos
Dados cinemáticos
MODELO MATEMÁTICO
Torques
Potência
Momentos
Interpretação dos dados obtidos na
avaliação da marcha
Pesquisadores do
Laboratório
Ortopedista
História
Exame Físico
Investigações Especiais
Bioengenheiros
Neurologista
Fisioterapeuta
do paciente
Outros …
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Cinemática do joelho – plano
sagital
Deluzio; Astephen (2007)
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(o) Pacientes com Osteoarthrite and (x) Grupo controle (Deluzio; Astephen, 2007)
Marcha do Hemiplégico
Instabilidade: > variabilidade (CV) e assimetrias
Baixa velocidade de deslocamento
Diminuição de mobilidade articular (dificuldade em levantar o pé na
fase de balanço)
Diminuição do comprimento da passada
Descontrole na fase de contato do membro inferior com o solo
(posição pé na fase de contato)
Hiperatividade de extensores de quadril
Co-contração de agonistas e antagonistas
(Wall & Ashburn, 1979; Gage, 1993, Gage & Koop, 1995;
Winter,1991)
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Toxina Botulínica – redução da
rigidez do joelho em hemiplégicos
Marcha com rigidez do
joelho é caracterizada por
redução do pico de flexão
do joelho durante o
balanço
Espasticidade do reto
femoral
TB a flexão do joelho em 8o
sem reduzir a flexão do quadril
Robertson et al., 2008
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Momentos de força – Joelho
Lesão do LCA
(Wexler et al., 1998)
71 sujeitos com lesão do LCA
comparados com 51 normais
Knoll et al., 2004
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Reconstrução do
ligamento produz
mudanças
consideráveis
Paramêtros da marcha
tendem ao valor normal
Restabelecimento antes
da lesão – leva no
mínimo 8 meses
Marcha de Parkinson
Síndrome de Parkinson
Doença
neurológica crônica que afeta a habilidade de
realizar tarefas motoras
Padrão de marcha
Arrastro
dos pés
Aumento
Menor
no tempo de duplo apoio
velocidade
Instabilidade
postural
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mofsof
monsof
mofson
monson
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Distância padrão
Sujeitos
MOFSOF
MONSOF
MOFSON
MONSON
1
1.99
2.53
1.28
2.03
2
2.53
2.82
2.15
2.32
3
5.43
3.66
2.36
2.29
4
3.15
2.88
2.13
1.46
5
3.84
3.94
3.39
3.49
6
1.82
2.81
0.97
1.03
7
3.73
3.87
3.25
2.35
8
3.25
3.10
3.41
1.48
9
2.46
1.21
2.13
1.69
10
3.70
3.41
2.70
2.92
Average *
± SD
3.19
± 1.07
3.02
± 0.80
2.38
± 0.84
2.11
± 0.74
Distribuição da pressão plantar –
contato inicial
39
Resposta a carga
Apoio médio
Eficiência
biomecânica
em reduzir a
FRS
40
Apoio Terminal
Pré-balanço
41
Distribuição da
pressão em
paciente com
artrite
reumatóide
Distribuição da pressão plantar em
neuropatia diabética
Diabético
neuropata,
43 anos,
úlcera 2o
metatarso
42
43