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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)
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Tipos de análises do movimento humano
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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.
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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
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Qualitativa / subjetiva
! Parâmetros Qualitativos - Ritmo - Ligação
- Fluidez - Amplitude
- Precisão - Rapidez
- Harmonia - Intensidade
- Frequência - Facilidade
- Dinamismo
- Sequência
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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)
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Tipos de análises do movimento humano
Teste de encurtamento muscular de Thomas
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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
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Quantitativos / objetivos ! Cinemáticos
- Tempo
- Distância
- Posição
- Velocidade
- Aceleração
- Ângulo
• Cinéticos - Força - Momento - Trabalho - Potência - Pressão - Impulso
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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...
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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)
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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
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Tipos de análises em Biomecânica
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Models in Biomechanics
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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
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! 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.
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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).
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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)
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Modelos em Biomecânica - análise cinemática
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C7 T4 T7 T10 T12 L2
L4 S2
Modelos em Biomecânica - análise cinemática
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Model Structure
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Exemplo de análises quantitativas
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Modelos biomecânicos para a região inferior das costas - lombar: