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:

Biomex intro 2.pdf

  • 1.
    Biomecânica Biomecânica é aciência 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)
  • 2.
    Tipos de análisesdo movimento humano
  • 3.
    Tipos de análisesdo 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.
  • 4.
    Tipos de análisesdo 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
  • 5.
    Qualitativa / subjetiva !Parâmetros Qualitativos - Ritmo - Ligação - Fluidez - Amplitude - Precisão - Rapidez - Harmonia - Intensidade - Frequência - Facilidade - Dinamismo - Sequência
  • 6.
    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)
  • 7.
    Tipos de análisesdo movimento humano Teste de encurtamento muscular de Thomas
  • 8.
    Tipos de análisesdo 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
  • 9.
    Quantitativos / objetivos !Cinemáticos - Tempo - Distância - Posição - Velocidade - Aceleração - Ângulo • Cinéticos - Força - Momento - Trabalho - Potência - Pressão - Impulso
  • 10.
    Tipos de análisesdo movimento humano Quantitativa (objetiva) - Baseada em alguma medida de performance tal como x, v, a, φ, ω, α, F, M, T, P, etc...
  • 11.
    Biomecânica Cinemática Cinética Anatomia LinearLinear 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)
  • 12.
    Modelos em Biomecânica Porquemodelos? 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
  • 13.
    Tipos de análisesem Biomecânica
  • 14.
  • 15.
    Modelos em Biomecânica Simplificaçõese 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
  • 16.
    ! Modelos embiomecânica 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.
  • 17.
    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).
  • 18.
    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 )
  • 19.
    Modelos em Biomecânica- análise cinemática
  • 20.
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  • 22.
  • 24.
    Modelos biomecânicos paraa região inferior das costas - lombar: