IV
ÍNDICE GERAL
Índice de Figuras
VIII
Índice de Tabelas
XIII
Lista de Abreviaturas
XV
Resumo
XVIII
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo I -
INTRODUÇÃO
__________________________________________________________________________________________________
1. Introdução
2
2. Apresentação do problema
5
2.1. Objecto de estudo
6
3. Pertinência do estudo
7
4. Sistema de varrimento electromagnético “
Flock of Bi rds
”
8
5. A Electromiografia
9
5.1. EMG de Superfície
10
6. Estrutura da apresentação do estudo
11
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo II
–
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
__________________________________________________________________________________________________
1. Introdução
14
2. Fundamentos da Organização do Movimento nos Andares Superiores
do Sistema Nervoso Central e na Medula
15
2.1. Córtex Cerebral
15
2.2. Cerebelo
16
2.3. Núcleos da Base
17
2.4. Medula
19
2.4.1. Motoneurónios Alfa e Gama
19
2.4.2. Os Interneurónios
20
2.5. Actividade proprioceptiva reflexogénica
21
3. Mecanismos de Coordenação Neuromuscular
25
3.1. Coordenação Intramuscular
25
3.1.1. Recrutamento das Unidades Motoras
28
3.1.2. Frequência de Activação das Unidades Motoras
32
3.1.3. O Recrutamento UM e a Frequência de Activação
33
3.1.4. A Sincronização
34
3.2. Coordenação Intermuscular
35
V
3.2.2. Coordenação Agonista/Antagonista
37
3.2.3. Coordenação Entre Músculos Monoarticulares/Biarticulares
39
3.3. Ciclo Muscular de Alongamento
–
Encurtamento
39
3.3.1. Transição Alongamento
–
Encurtamento Muscular
40
3.3.2. CMAE
–
Controlo Nervoso
42
4. Modelos e Hipóteses de Controlo Motor
44
4.1. Modelos Open Loop e Closed Loop
44
4.2. Modelo Open-Loop e Conceito de Programa Motor
46
4.3. O Programa Motor e o Modelo Impulse Timing
49
4.4. Hipótese Equilibrium-Point e Modelo Mass-Spring
50
4.5. Modelo Lambda
52
4.6. Hipótese Dual-Strategy
53
5. Modelos e Hipóteses em Movimentos Multiarticulares
55
5.1. Modelo Working Point
56
5.2. Hipótese Equilibrium Trajectory
58
5.3. Hipótese Leading Joint
60
6. A Investigação em Acções Motoras do Karaté
62
7. Anatomia e funcionalidade do Membro Superior: Revisão osteoarticular e
muscular
67
7.1. Cintura Escapular
67
7.2. Braço
68
7.3. Antebraço
70
7.4. Mão
71
8. Participação Muscular no Choku-zuki
74
8.1. Análise da participação muscular no choku-zuki
74
8.2. Caracterização anatomofuncional dos músculos estudados
79
8.2.1. Grande Peitoral
79
8.2.2. Grande Dorsal
80
8.2.3. Infraespinhoso
81
8.2.4. Deltóide
81
8.2.5. Tricípite Braquial
82
8.2.6. Bicípite Braquial
82
8.2.7. Redondo Pronador
83
8.2.8. Longo Supinador
83
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo III
–
METODOLOGIA
__________________________________________________________________________________________________
1. Introdução
86
2. Metodologia
88
2.1. Enquadramento Experimental
88
2.1.1. Amostra
88
VI
2.2. Instrumentação
93
2.2.1. Instrumentos antropométricos
93
2.2.2. Instrumentos de prática do karaté
–
Makiwara
93
2.2.3. Sistema de Varrimento Electromagnético
94
2.2.4. Instrumentos de recolha EMG
96
2.3. Procedimentos
97
2.3.1. Procedimentos gerais
97
2.3.2. Procedimentos de Registo Antropométrico
97
2.3.3. Procedimentos de Registo Electromiográfico
98
2.3.4. Procedimentos de Normalização do EMG
99
2.3.5. Determinação da CVM de cada músculo
99
2.3.6. Procedimentos de Registo Cinemático
102
2.3.7. Calibração do sujeito
103
2.4. Processamento dos dados
105
2.4.1. Processamento Antropométrico
105
2.4.2. Processamento dos Sinais Electromiográficos
105
2.4.3. Processamento dos Sinais Cinemáticos
108
2.4.4. Processamento Estatístico
111
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo IV
–
APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS CINEMÁTICOS
__________________________________________________________________________________________________1. Introdução
115
2. Caracterização do padrão cinemático na execução do Choku-Zuki com impacto 117
3. Efeito das variáveis independentes relativamente às variáveis dependentes
119
3.1. Condição
121
3.2. Grupo
128
3.3. Género
134
4. Interacção das variáveis independentes relativamente às variáveis dependentes 141
4.1. Efeitos de interacção Género*Grupo no braço
142
5. Resumo
145
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo V
–
APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS ELECTROMIOGRÁFICOS
__________________________________________________________________________________________________1. Introdução
149
2. Caracterização do padrão de coordenação neuromuscular na execução do
Choku-Zuki com impacto
151
3. Efeito das variáveis independentes relativamente às variáveis dependentes
153
3.1. Condição
154
3.2. Grupo
162
VII
4. Interacção das variáveis independentes relativamente às variáveis dependentes 176
4.1. Efeitos de interacção Condição*Grupo*Género
176
4.2. Efeitos de interacção Género*Condição
177
4.3. Efeitos de interacção Género*Grupo
180
5. Resumo
182
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo VI
–
DISCUSSÃO
__________________________________________________________________________________________________1. Introdução
185
2. Caracterização do padrão cinesiológico da execução do choku-zuki CI
185
3. A Influência da condição de execução
192
4. A Influência do nível de prática
202
5. A Influência do género
210
6. A interacção de factores na execução do choku-zuki
218
_____________________________________________________________________________________________________________
Capítulo VII
–
CONCLUSÕES
__________________________________________________________________________________________________1. Conclusões
222
2. Recomendações
230
_____________________________________________________________________________________________________________
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
231
__________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________
ANEXOS
255
__________________________________________________________________________________________________
Anexo 1
256
Sistema de Varrimento Electromagnético “
Fl ock of Birds
”
Metodologia de calibração
256
Anexo 2
259
VIII
Índice de Figuras
Figura 1 - Modelo da “performance” humana. 46
Figura 2 - Choku – zuki. 92
Figura 3 - Makiwara. 94
Figura 4 - Atleta verificando a distância de contacto na makiwara. 94 Figura 5 - A) e B) – Sistema de varrimento electromagnético Flock of Birds.
Sensores electromagnéticos FOB. 95
Figura 6 - A) e B) – Stylus e quarto RE na makiwara. 95
Figura 7 - Eléctrodos bipolares pré amplificados, caixa de conexão e
DaqCardTM. 96
Figura 8 - Determinação da CVM do Grande Peitoral, porção clavicular. 100 Figura 9 - Determinação da CVM do Grande Peitoral, porção esternal. 100
Figura 10 - Determinação da CVM do Grande Dorsal. 100
Figura 11 - Determinação da CVM do Infraespinhoso. 100
Figura 12 - Determinação da CVM do Deltóide Anterior. 101
Figura 13 - Determinação da CVM do Deltóide Médio. 101
Figura 14 - Determinação da CVM do Deltóide Posterior. 101
Figura 15 - Determinação da CVM do Tricípite Braquial. 101
Figura 16 - Determinação da CVM do Bicípite Braquial. 101
Figura 17 - Determinação da CVM do Redondo Pronador. 102
Figura 18 - Determinação da CVM do Longo Supinador. 102
Figura 19 - Sistema de coordenadas local do tórax, braço e antebraço, sistema de
coordenadas global. 103
Figura 20 - Reconstrução 3D do posicionamento de calibração dos sujeitos. 103 Figura 21 - Exemplo de curvas brutas do EMG dos onze músculos em cinco
repetições de execução do choku-zuki. 106
Figura 22 - Exemplo de curvas médias do EMG rectificado, normalizado da
execução do choku-zuki. 107
Figura 23 - Exemplo de curvas brutas cinemáticas de cinco repetições de
execução do choku-zuki. 109
Figura 24 - Exemplo de curvas médias cinemáticas suavizadas da execução do
choku-zuki. 109
Figura 25 - Cronologia de início dos diferentes movimentos segmentares e do respectivo instante de ocorrência do pico máximo de velocidade
angular em toda a amostra na realização do choku-zuki CI. 117
Figura 26 - Cronologia de início dos diferentes movimentos segmentares realizados na fase principal em toda a amostra na realização do
choku-zuki CI e SI. 122
Figura 27 - Cronologia sequencial dos instantes dos picos máximos de aceleração e de velocidade na execução do choku-zuki CI e SI em toda a
amostra. 123
Figura 28 - Amplitude dos diferentes movimentos segmentares nas execuções CI
e SI em toda a amostra 124
Figura 29 - Pico máximo de velocidade, pico máximo de aceleração na execução
IX Figura 30 - Cronologia de início dos diferentes movimentos segmentares
realizados na fase principal pelos karatecas e não karatecas na
realização do choku-zuki. 129
Figura 31 - Cronologia sequencial dos instantes dos picos máximos de aceleração e de velocidade na execução do choku-zuki pelos karatecas e não
karatecas. 130
Figura 32 - Amplitude dos diferentes movimentos segmentares nas execuções do choku-zuki realizadas pelos karatecas e não karatecas.
131 Figura 33 - Pico máximo de velocidade, pico máximo de aceleração na execução
choku-zuki pelos karatecas e não karatecas.
132 Figura 34 - Cronologia de início dos diferentes movimentos segmentares
realizados na fase principal pelos sujeitos masculinos e femininos na
realização do choku-zuki. 136
Figura 35 - Cronologia sequencial dos instantes dos picos máximos de aceleração e de velocidade na execução do choku-zuki pelos sujeitos masculinos
e femininos. 136
Figura 36 - Amplitude dos diferentes movimentos segmentares nas execuções do choku-zuki realizadas pelos sujeitos masculinos e femininos.
138 Figura 37 - Pico máximo de velocidade , pico máximo de aceleração na execução
choku-zuki pelos sujeitos masculinos e femininos.
138 Figura 38 - Cronologia da sequência de activação muscular com base no início
das activações na condição de execução do choku-zuki CI
considerando a totalidade da amostra. 151
Figura 39 - Instante em que acontece o pico máximo de activação relativamente ao instante do TC na condição de execução do choku-zuki CI em toda
a amostra. 152
Figura 40 - Cronologia da sequência de activação muscular com base no início das activações nas condições de execução do choku-zuki CI e SI
considerando a totalidade da amostra. 156
Figura 41 - Duração da activação muscular relativamente ao instante do TC nas condições de execução do choku-zuki CI e SI em toda a amostra.
157 Figura 42 - Instante em que acontece o pico máximo de activação relativamente
ao instante do TC nas condições de execução do choku-zuki CI e SI
em toda a amostra. 158
Figura 43 - RMS da activação muscular total nas condições de execução do choku-zuki CI e SI em toda a amostra.
159 Figura 44 - RMS dos primeiros 0,050 s de activação muscular nas condições de
execução do choku-zuki CI e SI em toda a amostra.
160 Figura 45 - Cronologia da sequência de activação muscular com base no início
das activações nos sujeitos karatecas e não karatecas.
163 Figura 46 - Duração da activação muscular relativamente a TC nos sujeitos
karatecas e não karatecas.
X Figura 47 - Instante do pico máximo de activação relativamente a TC nos sujeitos
karatecas e não karatecas.
166 Figura 48 - RMS da activação muscular total nos sujeitos karatecas e não
karatecas.
167 Figura 49 - RMS dos primeiros 0,050 s de activação nos sujeitos karatecas e não
karatecas.
167 Figura 50 - Cronologia da sequência de activação muscular com base no início
das activações na execução do choku-zuki pelos sujeitos masculinos
e femininos. 170
Figura 51 - Duração da activação muscular relativamente a TC na execução do choku-zuki pelos sujeitos masculinos e femininos.
172 Figura 52 - Instante em que acontece o pico máximo de activação, relativamente
a TC na execução do choku-zuki pelos sujeitos masculinos e
femininos. 172
Figura 53 - RMS da activação muscular total na execução do choku-zuki pelos sujeitos masculinos e femininos.
174 Figura 54 - RMS dos primeiros 0,050 s de activação na execução do choku-zuki
pelos sujeitos masculinos e femininos.
174 Figura 55 - Tempo de início do movimento de pronação do antebraço, tempo de
início da activação dos músculos agonistas do movimento de pronação do antebraço, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de pronação do antebraço, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos na condição CI
considerando a totalidade da amostra. 186
Figura 56 - Tempo de início do movimento de flexão do braço, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de flexão do braço, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de flexão do braço, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos na condição CI considerando a totalidade da
amostra. 186
Figura 57 - Tempo de início do movimento de rotação interna do braço, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de rotação interna do braço, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de rotação interna do braço, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos na condição CI
considerando a totalidade da amostra. 187
Figura 58 - Tempo de início do movimento de extensão do antebraço, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de extensão do antebraço, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de extensão do antebraço, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos na condição CI
considerando a totalidade da amostra. 187
XI um dos músculos anteriormente referidos CI e SI considerando a
totalidade da amostra. 195
Figura 60 - Tempo de início do movimento de rotação interna do braço CI e SI, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento rotação interna do braço CI e SI, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento rotação interna do braço CI e SI, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos CI e SI
considerando a totalidade da amostra. 197
Figura 61 - Tempo de início do movimento de extensão do antebraço CI e SI , tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de extensão do antebraço CI e SI , tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de extensão do antebraço CI e SI, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos CI e SI
considerando a totalidade da amostra. 199
Figura 62 - Tempo de início do movimento de pronação do antebraço CI e SI , tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de pronação do antebraço CI e SI, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de pronação do antebraço CI e SI, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos CI e SI
considerando a totalidade da amostra. 201
Figura 63 - Tempo de início do movimento de flexão do braço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de flexão do braço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de flexão do braço em karatecas e não karatecas, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos em
karatecas e não karatecas da amostra. 204
Figura 64 - Tempo de início do movimento de rotação interna do braço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de rotação interna do braço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de rotação interna do braço em karatecas e não karatecas, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente
referidos em karatecas e não karatecas da amostra. 206
Figura 65 - Tempo de início do movimento de extensão do antebraço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de extensão do antebraço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de extensão do antebraço em karatecas e não karatecas, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos em
karatecas e não karatecas da amostra. 208
Figura 66 - Tempo de início do movimento de pronação do antebraço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de pronação do antebraço em karatecas e não karatecas, tempo de início da activação dos músculos antagonistas do movimento de pronação do antebraço em karatecas e não karatecas, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente
referidos em karatecas e não karatecas da amostra. 209
XII e femininos , tempo de início da activação dos músculos antagonistas
nos sujeitos masculinos e femininos, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos nos sujeitos masculinos e femininos da
amostra. 212
Figura 68 - Tempo de início do movimento de rotação interna do braço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de rotação interna do braço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos antagonistas nos sujeitos masculinos e femininos, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos nos sujeitos
masculinos e femininos da amostra. 214
Figura 69 - Tempo de início do movimento de extensão do antebraço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de extensão do antebraço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos antagonistas nos sujeitos masculinos e femininos, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos nos sujeitos masculinos e
femininos da amostra. 216
Figura 70 - Tempo de início do movimento de pronação do antebraço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos agonistas do movimento de pronação do antebraço nos sujeitos masculinos e femininos, tempo de início da activação dos músculos antagonistas nos sujeitos masculinos e femininos, instantes dos picos máximos de velocidade do movimento e de activação de cada um dos músculos anteriormente referidos nos sujeitos
XIII
Índice de Tabelas
Tabela 1 - Valores médios e desvio padrão de características
antropométricas. 89
Tabela 2 - Referências ósseas do tórax, braço, antebraço e mão, utilizadas
para definição dos respectivos sistemas de coordenadas local. 102 Tabela 3 - Descrição e decomposição dos ângulos ortopédicos. 104
Tabela 4 - Formulário para cálculo DC. 105
Tabela 5 - Fórmula para cálculo % Massa Gorda. 105
Tabela 6 - Discriminação do sentido do movimento nos valores recolhidos relativamente ao posicionamento de calibração dos sujeitos.
110 Tabela 7 - Variáveis dependentes analisadas em cada segmento e
movimento. 112
Tabela 8 - Valores médios e desvio padrão referentes ao compósito de variáveis cinemáticas na fase principal do Choku-zuki realizado
CI por toda a amostra. 117
Tabela 9 - Análise multivariada da interacção entre as variáveis independentes relativamente ao compósito de variáveis dependentes no comportamento cinemático segmentar em
estudo. 120
Tabela 10 - Valores médios e desvio padrão referentes ao compósito de variáveis cinemáticas na fase principal do Choku-zuki realizado
CI e SI por toda a amostra. 121
Tabela 11 - Análise multivariada entre condições de execução do
Choku-zuki por toda a amostra. 122
Tabela 12 - Valores médios e desvio-padrão referentes ao compósito de variáveis cinemáticas na fase principal do Choku-zuki realizado
pelos karatecas e pelos sujeitos não karatecas da amostra. 128 Tabela 13 - Análise multivariada do Choku-zuki realizado pelos karatecas e
pelos sujeitos não karatecas da amostra. 129
Tabela 14 - Valores médios e desvio-padrão referentes ao compósito de variáveis cinemáticas na fase principal do Choku-zuki realizado
pelos sujeitos masculinos e pelos sujeitos femininos da amostra. 135 Tabela 15 - Análise multivariada do Choku-zuki realizado pelos sujeitos
masculinos e pelos sujeitos femininos da amostra. 135
Tabela 16 - Análise da interacção Género*Grupo. 142
Tabela 17 - Valores médios e desvio-padrão do compósito de variáveis cinemáticas na fase principal do Choku-zuki relativos à
interacção das variáveis independentes Gènero*Grupo.
143 Tabela 18 - Valores médios e desvio padrão do compósito de variáveis do
EMG na execução do choku-zuki CI pelos sujeitos da amostra. 151
Tabela 19 - Análise multivariada da interacção entre as variáveis independentes relativamente ao compósito de variáveis dependentes no comportamento mioeléctrico dos músculos em
estudo. 153
Tabela 20 - Valores médios e desvio padrão do compósito de variáveis do EMG nas execuções do choku-zuki CI e SI pelos sujeitos da
amostra. 155
Tabela 21 - Análise multivariada entre condições de execução do
XIV Tabela 22 - Valores médios e desvio padrão do compósito de variáveis do
EMG muscular na execução do choku-zuki pelos karatecas e
pelos sujeitos não karatecas. 162
Tabela 23 - Análise multivariada do Choku-zuki realizado pelos karatecas e
pelos sujeitos não karatecas da amostra. 163
Tabela 24 - RMS dos primeiros 0,050 s de activação nos sujeitos karatecas e
não karatecas. 169
Tabela 25 - Análise multivariada do choku-zuki realizado pelos sujeitos
masculinos e femininos da amostra. 170
Tabela 26 - Análise da interacção Género*Grupo*Condição. 177
Tabela 27 - Análise da interacção Género*Condição. 178
Tabela 28 - Valores médios e desvio padrão do compósito de variáveis mioeléctricas na execução do Choku-zuki relativos à interacção
das variáveis independentes Género*Condição. 179
Tabela 29 - Análise da interacção Género*Gupo. 180
Tabela 30 - Valores médios e desvio padrão do compósito de variáveis mioeléctricas na execução do Choku-zuki relativos à interacção
