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Biomecânica

Biomecânica é a ciência que examina as forças que agem sobre e dentro de estruturas biológicas e os efeitos produzidos por estas forças (Nigg, 1997).

A biomecânica examina o corpo humano e seus movimentos fundamentando-se nas leis, princípios e métodos mecânicos e conhecimentos anátomo-fisiológicos.

É a ciência que se ocupa do estudo das leis físicas sobre o corpo humano (Amadio, 2000)

Tipos de análises do movimento humano

Tipos de análises do movimento humano

Qualitativa (subjetiva) - Observação sistemática e julgameto introspectivo da qualidade do movimento humano com o propósito de fornecer a intervenção mais apropriada para melhorar a performance.

Tipos de análises do movimento humano

Análise tipo espectador - bom, mau, muito bom, satisfatório - geralmente escalas ordinais;

Análise tipo causa e efeito - ataque aos sintomas e depende da habilidade do observador em diagnosticar as causas dos problemas;

Parâmetros internos são difíceis de estimar - medir fenômenos que não podemos observar diretamente (ex. ativação muscular).

Qualitativa / Subjetiva

Qualitativa / subjetiva

!   Parâmetros Qualitativos - Ritmo - Ligação

- Fluidez - Amplitude

- Precisão - Rapidez

- Harmonia - Intensidade

- Frequência - Facilidade

- Dinamismo

- Sequência

Subjective skill analysis

Pre -observation

Observation

Diagnosis

Determine Performance Goals

Determine

Mechanical Variables

Identify and select critical variables and determine

acceptable range for these variables

Desired

Observed response

Discrepancy (individual variation)

Identify errors

Rank errors

Communicate error correction strategy

Develop observation plan

Remediation

Modified from McPherson (1988)

Tipos de análises do movimento humano

Teste de encurtamento muscular de Thomas

Tipos de análises do movimento humano

Para avaliar o movimento é necessário para avaliar o movimento é necessário gravar a “cópia permanente” de uma das variáveis de interesse que descreve o movimento ou séries de movimentos.

Quantitativa / Objetiva

Quantitativos / objetivos !   Cinemáticos

- Tempo

- Distância

- Posição

- Velocidade

- Aceleração

- Ângulo

•  Cinéticos - Força - Momento - Trabalho - Potência - Pressão - Impulso

Tipos de análises do movimento humano

Quantitativa (objetiva) - Baseada em alguma medida de performance tal como x, v, a, φ, ω, α, F, M, T, P, etc...

Biomecânica

Cinemática Cinética Anatomia

Linear Linear Angular

x, v, a θ α ϖ Força Torque

Angular

Cinemetria Dinamometria

Controle

Ativação Muscular

EMG

Parâmetros corporais

Antropometria

Modelo Modelo

Forças de gravitação Energia Mecânica

Inércia

Momentos Liquidos e Forças internas

(Adaptado de Baumann, 1995)

Modelos em Biomecânica

Porque modelos?

Simplificações e premissas acerca de como os elementos são conectados e funcionam em conjunto (estrutura funcional) para obter os resultados desejados; mesmo com simplificações grosseiras: ü  segmentos rígidos vs complexidade anatômica dos segmentos ü  ações isoladas musculares e ações de grupos musculares

ü  Aumentam o conhecimento e a visão sobre a realidade;

ü  Para estimar variáveis de interesse.

Modelos são uma tentativa de representar a realidade de forma simplificada

Tipos de análises em Biomecânica

Models in Biomechanics

Modelos em Biomecânica

Simplificações e premissas acerca de como os elementos são conectados e funcionam em conjunto (estrutura funcional) para obter os resultados desejados; mesmo com simplificações grosseiras: segmentos rígidos vs complexidade anatômica dos segmentos ações isoladas musculares e ações de grupos musculares

Aumentam o conhecimento e a visão sobre a realidade;

Para estimar variáveis de interesse.

Porque modelos?

O que são modelos... Uma tentativa de representar a realidade... de forma simplificada

!   Modelos em biomecânica auxiliam na predição de riscos potenciais em condições de carregamento dos componentes do SNM

!   manipulação de parâmetros (carga e geometria) !   medir as respostas !   comparar a predição do modelo com o mundo real !   refinar o modelo (que limitam a interpretação)

Modelos em Biomecânica

•  Permitem prover indicadores para melhorar a performance (eficiência) e a segurança.

Biomecânica Planar Estática: Modelos

Modelo de segmento estático de um corpo único

!   usado quando não há movimento, ou seja, não há aceleração linear ou angular. !   Em pé com uma carga nas mãos.

!   Movimentar-se em velocidade constante

!   A análise planar é limitada a uma análise de duas dimensões (sistema cartesiano de x, y; 2D).

Biomecânica Planar Estática: Modelos

!   Identificar a magnitude das forças externas atuando na massa estacionária

!   Sempre => gravidade

F = m.a => P = mg !   onde:

!   peso é medido em Newtons (kg*9.81);

!   massa é medida em in kg;

!   g é a aceleração da gravidade (-9.8 m.s-2)

Modelos em Biomecânica - análise cinemática

C7 T4 T7 T10 T12 L2

L4 S2

Modelos em Biomecânica - análise cinemática

Model Structure

Exemplo de análises quantitativas

Modelos biomecânicos para a região inferior das costas - lombar: