BIOMECÂNICA DA MARCHA HUMANA

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BIOMECÂNICA DA

MARCHA HUMANA

Isabel C.N. Sacco

Profa. Associada FMUSP

Depto. Fisioterapia, Fonoaudiologia e Terapia Ocupacional

www.usp.br/labimph [email protected]

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Sacco ICN 2013

Conteúdos

1. Definição, conceitos gerais e histórico do estudo da

marcha

2. Descrição Biomecânica: variáveis espaço-temporais,

cinemáticas, cinéticas e eletromiográficas

3. Marcha Normal X Patológica

(Osteoartrose / Artrite

reumatóide, Paralisia Cerebral, diabéticos neuropatas, Amputados, Lesão LCA, Duchenne, Síndrome de Rett)

Bibliografia Básica

• SACCO, I.C.N.; TANAKA C. Cinesiologia e Biomecânica dos Complexos Articulares. Guanabara Koogan, RJ, 2008.

• LOBO DA COSTA, P.H.L. ; SACCO, I. C. N. . Marcha Humana. In: Lobo da Costa, P. H. ; Serrão, F. V. (Org.) Movimento Articular: Aspectos morfolóficos e funcionais. v.2, Ed. Manole, 2010.

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Sacco ICN 2013

Habilidades motoras

Locomoção Manipulação Estabilização Sacco ICN 2013

LOCOMOÇÃO

Toda ação que move o corpo de um animal

através do espaço aéreo, aquático ou

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Sacco ICN 2013

Locomoção

ANDAR

Correr

Saltar

Engatinhar

Saltitar

O ANDAR

X

A MARCHA

• ANDAR - padrão fundamental de movimento que, necessário à função da marcha, está permeado por aspectos culturais, sociais, psicológicos, entre outros.

• MARCHA - caracterização mecânica e funcional da habilidade de locomoção que nos permite deslocar pelo

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Sacco ICN 2013

MARCHA HUMANA

• 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).

• 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).

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Sacco ICN 2013

... sob o ponto de vista da Cinesiologia ...

• A marcha humana é uma seqüência de ações

coordenadas dos segmentos articulares de membros superiores, inferiores e tronco, compondo um

movimento altamente complexo.

• Vários mecanismos internos funcionais estão

envolvidos e são de interesse para estudo, tais como: geração de forças musculares, interações articulares, estabilizações segmentares, entre outros.

... sob o ponto de vista da Biomecânica ...

• A marcha humana é dependente da interação dinâmica coordenada entre sistema motor e forças externas.

• É produto de movimentos coordenados dos

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Sacco ICN 2013

... sob o ponto de vista da Fisioterapia ...

• O entendimento dos mecanismos dinâmicos e

reflexos de geração e controle da marcha

permite-nos melhor avaliar e organizar programas de

treinamento e reabilitação da marcha, um dos

objetivos terapêuticos mais importantes.

Sacco ICN 2013

LEMBRETE HISTÓRICO

• IRMÃOS WEBER (1836): variáveis espaço-temporais,

comparações com pêndulo.

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Sacco ICN 2013

LEMBRETE HISTÓRICO

• MUYBRIDGE (1877): cronofotografia

LEMBRETE HISTÓRICO

• MAREY (1882): inventos usando transdutores

mecânicos.

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Sacco ICN 2013

LEMBRETE HISTÓRICO

• BRAUNE & FISCHER (1889, 1906): Análise

matemática 3D segmentar e CG.

Sacco ICN 2013

• Embora duas pessoas não possam andar de maneira

idêntica, há características biomecânicas universais

que descrevem o padrão típico da marcha.

• A descrição da marcha humana envolve a medição e

interpretação de variáveis.

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Sacco ICN 2013

• Estas variáveis de interesse podem ser

divididas nas que se aproximam das causas

do movimento e as que refletem o produto

de muitos efeitos integrados.

VARIÁVEIS:

VARIÁVEIS: EFEITO

EFEITO

• Variáveis espaço-temporais (duração de fases,

cadência, comprimento do passo e passada),

cinemáticas (velocidades, acelerações,

deslocamentos articulares e do CG), forças reação do

solo e distribuição de pressão

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Sacco ICN 2013

VARIÁVEIS:

VARIÁVEIS: CAUSA

CAUSA

• Padrão da atividade elétrica muscular (sinais EMG),

momentos de força, energia mecânica e potência

Sacco ICN 2013

VARIÁVEIS QUE

REFLETEM O “EFEITO” da

integração de mecanismos

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Sacco ICN 2013

VARIÁVEIS

ESPAÇO-TEMPORAIS E CINEMÁTICAS

Método de medição em

Biomecânica

CINEMETRIA

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Sacco ICN 2013

CINEMETRIA

Sacco ICN 2013

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Ciclo da Marcha

0-10% 10-30% 30-50% 50-60% 60-73% 70-85% 85-100%

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Sacco ICN 2013

Variáveis Temporais

Ciclo da Marcha

Variáveis Espaciais

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Sacco ICN 2013

Ciclo marcha:

Controle X OA X Necrose avascular

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Sacco ICN 2013

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Sacco ICN 2013

OFICINA

• Variáveis espaço-temporais

• Cadencia

• talco

Sacco ICN 2013

P

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Flexão Extensão

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Sacco ICN 2013

Plano Transverso

Ângulo articular tornozelo:

neuropatia diabética

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Lesão de LCA

Efeito da reconstrução e não

reconstrução

Sacco ICN 2013

ÂNGULOS ARTICULARES

ÂNGULOS ARTICULARES: LESADOS LCA

LESADOS LCA

• Contato inicial com o joelho levemente mais fletido (não consegue estender completamente) em cadeia fechada

• Diminuição da flexão na fase de balanço (cadeia aberta)

• Aumento da rotação medial do joelho tanto no contato inicial da fase de apoio quanto durante o balanço.

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Sacco ICN 2013

VARIÁVEIS CINÉTICAS

Método de medição em

Biomecânica

DINAMOMETRIA

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Sacco ICN 2013 Bertec (strain gage) Sacco ICN 2013

DINAMOMETRIA

DINAMOMETRIA -

-

- FRS

FRS

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Sacco ICN 2013

FORÇA REAÇÃO DO SOLO

(Vaughan, 1998)

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_Vertical

Horizontal Horizontal Horizontal Horizontal ântero ântero ântero

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Sacco ICN 2013

Marcha PC

Marcha PC -

-

-Hemiplegia

Hemiplegia

Jakobovistsch & Serrão (1998)

Sacco ICN 2013

FRS vertical

Menor Fz2 com a piora da sensibilidade plantar

p = 0,01

GDU < GC

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Sacco ICN 2013

Distribuição de Pressão Plantar

Sacco ICN 2013

Contato Inicial

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Sacco ICN 2013

Aplainamento do pé

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Sacco ICN 2013

Retirada do calcanhar

Sacco ICN 2013

Retirada dos dedos

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Sacco ICN 2013

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OFICINA

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Sacco ICN 2013

VARIÁVEIS QUE

REFLETEM A “CAUSA” do

movimento observado

Sacco ICN 2013

ATIVIDADE ELÉTRICA

MUSCULAR

Método de medição em

Biomecânica

ELETROMIOGRAFIA

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Sacco ICN 2013

ELETROMIOGRAFIA

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Sacco ICN 2013

Contato inicial aplainamento pé médio apoio retirada calcanhar FASE APOIO GM IQT RL GM Gm IQT Gm TA RM Ad TA QF QF TS F QF Sacco ICN 2013

Papel músculos Tornozelo

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Sacco ICN 2013

Retirada dedos balanço inicial balanço médio balanço terminal FASE BALANÇO Ad RM TS F TA TA TA QF ILPS RM IQT GM RL IQT GM RL IQT ILPS

ATIVIDADE MUSCULAR

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Sacco ICN 2013

ATIVIDADE MUSCULAR

Sacco ICN 2013

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Sacco ICN 2013

Andar MBT

Sacco et al. Gait & Posture (in press)

• Antecipação e redução do pico de ativação de 4 dos 5 músculos durante a marcha com o MBT em relação ao descalço

• A tecnologia MBT sugere que este calçado promove aumento da ativação muscular, assemelhando-se aos desafios da marcha descalça.

• Porém, observou-se que houve diminuição da ativação de

Andar MBT

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Sacco ICN 2013

Andar MBT

• Aumento do 1º

_{pico de força}

vertical e 2º pico

horizontal

• A transferência de

carga do retropé

para o antepé é

facilitada pelo

solado:

arredondado e

rígido

• O MBT NÃO se

assemelha à

marcha descalça

como sugerido

pelos fabricantes

Sacco ICN 2013

MOMENTOS DE FORÇA

Dinâmica Inversa

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Sacco ICN 2013

MOMENTOS

DE FORÇA

(Winter, 1991)

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Sacco ICN 2013

OFICINA COLETIVA

• Restrição Movimento Tornozelo

• Restrição Movimento Joelho

• Restrição Movimento Tornozelo e Joelho

Sacco ICN 2013

CASOS CLÍNICOS

• 6 Grupos: quartetos

1.

OA joelho

2.

Distrofia muscular de Duchenne

3.

Andar água X terra

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Sacco ICN 2013

OA Joelho

Saudáveis OA Sem OA Com OA

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Sacco ICN 2013

Distrofia Duchenne

Sacco ICN 2013

Gait pattern in Duchenne muscular dystrophy

D’Angelo et al. Gait & Posture(2008) _{Duchenne (linha vermelha)}saudáveis (linha azul)

padrão de referência (linha cinza)

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Sacco ICN 2013

Andar Água X terra

>> atividade: estabilização tronco

< atividade: empuxo, menor carga, menor ação >> atividade: < atividade: empuxo, menor carga vertical, menor ação