O ciclo da marcha humana pode ser descrito como a união sequencial de duas fases, compostas por quatro e três etapas respectivamente, as quais se encontram delimitadas por sete eventos, como se mostra na Figura 3.1. Através destes pode ser representado e/ou descrito o movimento de cada uma das extremidades inferiores do ser humano.
A análise da cinemática da marcha humana no presente trabalho, realiza-se a partir dos eventos que descrevem cada uma das suas fases. Este estudo visa compreender alguns fenômenos, características e condições de especial importância, devido a que esses contribuem na análise das trajetórias e movimentos, que determinam o desempenho da estrutura de controle sobre a prótese. A fim de esclarecer a ideia anterior, apresenta-se os eventos de contato inicial, levantamento dos dedos da perna oposta, levantamento do calcanhar, contato inicial da perna oposta, levantamento dos dedos da perna padrão, pé adjacente e tíbia vertical (LEVINE et al., 2012).
3.1.1 Contato Inicial da Perna Padrão
Embora o início do ciclo de marcha pode ser definido a partir de qualquer dos eventos que o compõem, é conveniente realiza-lo desde o evento do contato inicial de uma das pernas, como é apresentado na Figura 3.2. Desta forma o início do ciclo de marcha é definido com o do início da fase de apoio de uma das pernas. O contato inicial ocorre no instante depois que a junta do quadril realiza a sua máxima flexão, onde o joelho complementa o movimento com uma pequena flexão, a fim de que o tornozelo que está em um ângulo quase neutro, permita o contato do calcanhar com o chão.
3.1.2 Levantamento das Falanges da Perna Oposta
O levantamento das falanges da perna oposta mostrado na Figura 3.3 define o instante no qual acaba a fase de suporte das duas pernas. Isto tem uma grande importância sobre a abordagem dinâmica do estudo, devido a que neste instante toda a carga passa a ser responsabilidade da perna que se encontra em fase de apoio. Particularmente, no instante que a perna oposta perde o contato com o chão, o ângulo do quadril encontra-se próximo aos 25O, complementando o pico de flexão do joelho que descreve durante a fase de apoio. Por sua vez, o tornozelo complementa o movimento se assentando sobre a superfície de apoio, descrevendo uma mudança na flexão plantar para começar a realizar uma dorsiflexão.
Figura 3.3. Levantamento das falanges da perna oposta.
3.1.3 Levantamento do Calcanhar
Se bem que este evento do ciclo de marcha não é um evento significativo para a análise cinemática, o levantamento do calcanhar apresentado na Figura 3.4 indica o início da etapa final da fase de apoio, momento no qual a força de reação da superfície de apoio começa a se movimentar em direção à ponta do pé. Nesse instante o quadril continua se estendendo, enquanto o joelho atinge um valor pico de extensão, e por sua vez o tornozelo continua realizando uma dorsiflexão, alcançando pouco depois o valor máximo deste movimento.
Figura 3.4. Levantamento do calcanhar.
3.1.4 Contato Inicial da Perna Oposta
Do mesmo modo que no contato inicial da perna padrão, este instante indica a etapa conhecida como pre-balanço, na qual a perna oposta se prepara para tomar o lugar da perna padrão e começa a desenvolver a fase de apoio. Como se observa na Figura 3.5, o ângulo do quadril encontra a sua máxima extensão e inicia o movimento de flexão, isso ocorre nos ciclos de marcha simétricos próximo a 50% do ciclo. Além disto, convém destacar que a articulação do joelho já está realizando a flexão, elevando a perna em relação à superfície o tornozelo complementa o movimento realizando uma flexão plantar.
3.1.5 Levantamento das Falanges na Perna Padrão
A Figura 3.6 apresenta o levantamento das falanges da perna padrão, evento que indica o final da fase de apoio e o início da fase de balanço da perna padrão, e por sua vez o início da etapa de apoio para a perna oposta. Portanto, este evento toma especial relevância na análise dinâmica, marcando o ponto crítico no qual algumas forças externas deixam de inferir sobre o modelo. No instante que ocorre o levantamento das falanges na perna oposta, o quadril e o joelho estão descrevendo um movimento de flexão, onde pouco tempo depois a junta do joelho alcança o pico de flexão. Por sua vez, logo deste evento o tornozelo também alcança um pico no seu movimento de dorsiflexão.
Figura 3.6. Levantamento das falanges da perna padrão.
3.1.6 Pé Adjacente
Convêm destacar que o evento do pé adjacente apresentado na Figura 3.7 não é uns dos eventos mais importantes na análise da dinâmica do sistema, possivelmente porque define um estado de transição da fase de balanço da extremidade. Nesta parte do ciclo de marcha o quadril encontra realizando uma flexão próxima aos 20O, e o joelho já está começando a realizar uma extensão que orienta o pé para o contato inicial, e o tornozelo está descrevendo um movimento de dorsiflexão.
Figura 3.7. Pé adjacente.
3.1.7 Tíbia Vertical da Perna Padrão
O evento da tíbia vertical mostrado na Figura 3.8, apesar de que não influi muito sobre a análise da dinâmica de movimento da extremidade, e não é levado em consideração para a constituição das trajetórias de rotação. Este evento é caracterizado, pela diminuição da velocidade de rotação do ângulo do quadril, portanto deveria existir uma mudança razoável na dinâmica, devido a redução dos efeitos inerciais, atendendo que está articulação aporta grande parte do movimento da extremidade. Neste instante o joelho e tornozelo, continuam realizando movimentos de extensão e dorsiflexão, preparando a extremidade para o início do contato inicial da perna padrão, indicando o começo de um novo ciclo de marcha.