Curs 2 &3 Biomecanica Functionala

BIOMECANICA FUNCTIONALA CURS 2 Influenţa exerciţiilor fizice asupra structurii corpului omenesc. Structurarea ţesuturilor şi organelor sub influenţa factorilor mecanici.CURS 3 Pârghiile osoase: segmentele osoase ca pârghii, descompunerea forţelor musculare.Cauzele miscarii ineficienteAGENDA 1.IMPORTANŢA STRUCTURII ŞI ORGANIZĂRII SISTEMULUI MUSCULAR, DIN PUNCT DE VEDERE BIOMECANIC STRUCTURA MUŞCHIULUI SCHELETIC. ELEMENTE DE BIOMECANICĂ MUSCULARA 2.DENSITATE, MASA ŞI PROPRIETĂŢI INERŢIALE.MASA SEGMENTULUI ŞI CENTRUL SĂU DE MASĂ. CENTRUL DE MASĂ AL UNUI SISTEM DE SEGMENTE 3.UTILIZAREA DATELOR ANTROPOMETRICE ŞI A DATELOR CINEMATICE4.IMPORTANŢA TIPURILOR ŞI STRUCTURII ARTICULAŢIILOR, DIN PUNCT DE VEDERE BIOMECANICTIPURI ŞI STRUCTURI ARTICULARE. CLASIFICAREA ARTICULAŢIILOR.CONDUCEREA ÎN ARTICULAŢII. SUPRAFEŢELE ARTICULARE. ELEMENTE DE BIOMECANICĂ ARTICULARĂ. 5.CUPLURI ŞI LANŢURI CINEMATICE6.PARGHII OSOASE7. CAUZELE MISCARII INEFICIENTE

BIOMECANICA FUNCTIONALA Starea de sanatate ( starea de normalitate) : a fost definita fie ca o „ stare de integritate, ca o lipsă de simptome sau o stare de bine”. La nivel individual, sănătatea a fost definită si ca : „capacitatea de a creşte şi a învăţa”, (Ackerman 1961), „capacitatea de autoactualizare”, (Maslow) “capacitatea de a face faţă exigenţelor şi situaţiilor cotidiene, inclusiv propriilor noastre emoţii”.(Goldenson 1970), ” capacitatea de adaptare flexibilă faţă de conflictele proprii” (Krapf 1963) „facultatea de a cunoaşte şi a acţiona cu autonomie” (Pelicier 1964).

Definitia OMS ( Organizatia mondila a sanatatii) 1946 :

„Sănătatea este o stare pe deplin favorabilă atât fizic, mintal cât și social, și nu doar absența bolilor sau a infirmităților”. Mai târziu a fost inclusă în această definiție și „capacitatea de a duce o viață productivă social și economic”.

Influenţa exerciţiilor fizice asupra structurii corpului omenesc Influenta exercitiilor fizice asupra sanatatii este dovedita , exercitiul fizic medical organizat isi realizeaza efectele profilactice, terapeutice si de recuperare asupra organismului intreg sau doar asupra unor aparate si sisteme. Kinetoterapia poate influenta organismul intreg privit ca o entitate, indeplinind aceleasi obiective de intretinere, ameliorare sau refacere a functiei integrative, respectiv a “ starii de sanatate”.

Exercitiile fizice medicale au un loc de baza in asistenta unor boli cronice in special ale aparatului cardiovascular, respirator,a unor boli metabolice sau a unor boli psihice. De asemenea au un rol major in in profilaxia sau” tratarea” sedentarismului, a batranetii, respectiv a ceea ce numim “ deconditionarea” organismului. Prin toate aceste exercitii se realizeaza cresterea capacitatii de munca, cresterea performantelor fizice si psihice ale individului sau a “ starii de bine” Exercitiul aerobic s-a dovedit ca este singurul care poate combate limitarea rezervelor functionale datorata varstei, amelioreaza toleranta pentru activitatile vietii zilnice, amelioreaza calitatea vieti, reduce morbiditatea prin boli grave. Raspunsurile fiziologice ale organismului la exercitiile fizice aerobe sunt reprezentate de raspunsul metabolic celular local, raspunsul cardiovascular, raspunsul respirator. Pentru producerea de energie necesara contractiei musculare consumul de oxigen crescut este esential. Marimea consumului de oxigen la nivelul celulei musculare este in raport direct cu vascularizatia muschiului, numarul mitocondriilor intracelulare, prezenta enzimelor oxidative mitocondriale in fibrele musculare si intensitatea contractiei acestor fibre.

BIOMECANICA FUNCTIONALA

Exista o serie de profesii care prin natura lor determina aparitia unor modificari la nivelul coloanei vertebrale, modificari care in timp vor avea rasunet important asupra sanatatii. In prevenirea acestor afectiuni care apar la nivelul aparatului musculoartrokinetic, un rol deosebit de important il au exercitiile fizice atat ca preventie cat si ca efect terapeutic. De exemplu, la conducatorii de vehicule grele in general la tractoristi intalnim boala de vibratii generala care afecteaza sistemul osteo-articular si in special coloana toraco-lombara, artroza degenerativa a coloanei vertebrale, accentuarea curburilor coloanei vertebrale care se manifesta clinic prin lombalgii, lombosciatica.

Patologia degenerativa sau discala a coloanei vertebrale este intalnita si la cei care au meserii care implica ridicarea de greutati. La functionarii de birou care nu au scaune ergometrice adapatate mediului de munca si care prin pozitii vicioase si slabirea aparatului musculo-ligamentar paravetebral dezvolta sindroame vertebrale statice de tipul: cifoze, scolioze, lordoze. Sportul de performanta o profesie, putem spune ca si unele sporturi determina modificari la nivelul coloanei vertebrale cum ar fi: tenisul si handbalul determina aparitia unor scolioze cu convexitatea spre membrul superior cu care tine racheta, respectiv arunca mingea. De asemenea boxul profesionist predispune la aparitia cifozei dorsale. Sub actiunea unor exercitii fizice medicale bine conduse aceste deficiente ale coloanei vertebrale pot fi atat prevenite cat si tratate sau macar ameliorate la acesti sportivi. Exista o serie de exercitii terapeutice sau profilactice cu rol deosebit de important. Cea mai importanta insa pare a fi profilaxia tuturor acestor boli, intr-o epoca cand morbiditatea prin boli cronice este foarte mare. Efortul trebuie sa se indrepte spre prevenirea sau incetinirea evolutiei acestor boli. Exercitiul fizic medical are indicatii generale pentru toti subiectii indiferent de varsta. Programele de exercitii sunt insa diferite in functie de varsta, de starea generala de sanatate si de obiectivele urmarite.


Obiectivele urmarite pentru prevenirea si inlaturarea deficientelor care apar in diferite profesii sunt:

- mentinerea supletei articulare- mentinerea rezistentei si fortei musculare- mentinerea unei bune coordonari si abilitati a miscarilor- mentinerea unei posturi si alinieri corecte- mentinerea capacitatii de efort.

In cazul unor persoane care sunt in pericol de a face anumite boli sau de a contracta anumite suferinte datorita conditiilor mediului de munca si viata, este binevenita latura profilactica primara a exercitiului fizic. Spre exemplu, muncitorii supusi continuu efortului lombar, sau care au o inegalitate a membrelor inferioare, sau piese vertebrale de tranzitie vor efectua in special anumite exercitii intitulate” scoala spatelui”, care este tintit pe o anumita problematica de patologie. Toate aceste lucruri sunt valabile pentru preventie, in ceea ce priveste exercitiul fizic terapeutic acesta va actiona o data cu aparitia unui deficit si va urmari blocarea evolutiei spre incapacitatea pe termen lung. In acest fel acest tip de exercitii vor trebui sa trateze deficitele functionale si sa realizeze compensari pentru cele anatomice, determinate de bolile cronice cu potential evolutiv.Astfel se asigura prevenirea agaravarii deficitelor deja aparute sau prevenirea aparitiei unor deficite cu caracter handicapant.


Principalele efecte benefice ale exercitiilor fizice sunt:

- exercitiile de mentinere a supletei articulare urmaresc cresterea amplitudinii miscarilor la nivelul tuturor articulatiilor si la cei cu sindorame vertebrale statice, degenerari vertebrale sau afectari discale cresterea amplitudinii de miscare cervico-dorso-lombara.- Exercitiile pentru cresterea fortei si rezistentei musculare urmaresc contracararea slabirii musculare, prin neutilizare, stiind fiind ca un muschi neutilizat pierde 3-5% din forta musculara. De asemenea urmaresc si mentinerea castigului de forta realizat.- Exercitii pentru mentinerea si corectarea tonusului muscular care au ca obiectiv principal tonifierea, in primul rand a musculaturii corectoare a trunchiului si a musculaturii abdominale- Exercitiile pentru ameliorarea posturii urmaresc corectarea cifozelor, lordozelor si a scoliozelor care se realizeaza prin posturi fixe mentinute corectoare sau hipercorectoare, exercitii de corectare posturala- Exercitiile pentru mentinerea capacitatii de efort au rol important in cresterea debitului cardiac, a ventilatiei pe minut si a ventilatiei alveolare, cresterea fluxului sanguin in muschi si astfel o rezistenta crescuta la activitatea fizica.

Exercitiile fizice au un rol bine definit in mentinerea sanatatii acest lucru fiind cunoscut din cele mai vechi timpuri. Este unanim cunoscut faptul ca atat coprul uman cat si psihicul au nevoie de exercitii fizice pentru ã-si mentine integritatea si o buna functionalitate.


BIOMECANICA FUNCTIONALA IMPORTANŢA STRUCTURII ŞI ORGANIZĂRII SISTEMULUI MUSCULAR, DIN PUNCT DE VEDERE BIOMECANIC

Elementul de bază al mecanicii umane este muşchiul scheletic care prin contracția sa transformă energia chimică de care dispune în energie mecanică. Muşchii permit omului de a se mişca prin mobilizarea diferitelor segmente ale corpului dar au şi funcția de a menține o atitudine particulară ca aceea de ortostatism.Acțiunea lor nu este izolată, ci interdependentă, iar legile după care trebuie să funcționeze pentru a avea

eficiență, pot fi asimilate legilor mecanicii. Muşchiul scheletic prin contracția sa transformă energia chimică de care dispune în energie mecanică. Pe de altă parte există un ansambul de sisteme care controlează, orientează, conditionează forțele angajate. Acestansambul este reprezentat de sistemul nervos care are funcția de a dicta şi de a supraveghea intervenția combinată a diferitelor unitați funcționale care au întotdeauna o acțiune sinergică. Exista de grupe musculare agoniste, antagoniste şi fixatoare.Apartenența unui muşchi la o grupă se poate schimba în funcție de situație sub contolul sistemului nervos.Toate aceste baze neurofiziologice ne permit o interpretare corectă a gesturilor umane.

BIOMECANICA FUNCTIONALA STRUCTURA MUŞCHIULUI SCHELETIC

Pentru o mai bună înțelegere a muşchilui scheletic trebuie să cercetăm atât structura muşchiului cât şi procesele de contracție şi nu în ultimul rând reflexele şi controlul motor voluntar. Un ansambu de fibre musculare se grupează pentru a forma un muşchi. Acest muşchi prezintă o

activitate caracteristică reprezentată de contracţie a cărei rezultat este mobilizarea segmentelor osoase şi producerea

mişcării având ca rezultat deplasarea corpului în întregime.Scurtarea muşchiului duce la modificarea formei lui şi la o diminuare a lungimii sale.aceste modificări ale aspectului exterior a fibrei musculare şi a muşchilui în întregime nu sunt însoțite permanent şi de o schimbare a volumului muscular( contractie izotonica) Un alt tip de contracție este observată când muşchiul este supus unei forțe externe care îl împiedică să se scurteze. În acest caz vorbim de o contracție izometrică. în situațiile când muşchii sunt supuşi unei forţe

externe care este de învingere ambele aspecte (scurtare şi tensiune) sunt combinate. În acest caz muşchiul efectuează un travaliu pentru deplasarea unei încarcaturi pe o distanța oarecare.

BIOMECANICA FUNCTIONALA ELEMENTE DE BIOMECANICĂ MUSCULARĂ

Mişcările voluntare ale corpului uman sunt coordonate de sistemul nervos care efectueză această mişcare în funcție de anumite elemente interne şi externe. El adaptează răspunsul în funcție de diferite solicitări şi coordonează activitatea musculară. Biomecanica musculară cercetează diferitele tipuri de intervenție a muşchilor,adaptarea lor funcțională la activitatea prestată, forțele angajate în acțiunea musculară. Clasificarea funcţională a muşchilorAceastă clasificare se face în funcție de:• modul de contracție a muşchilor• de intervenția lor în mişcareTrebuie făcută o primă distincție între contracția musculară care însoțeşte mişcarea, izotonică, şi cea care nu este însoțită de mişcare, izometrică. Acestea sunt caracterizate de poziția forțelor musculare echilibrate deo rezistență R exterioară Contracțiile izotonice pot fi de două feluri.- concentrică, când forța musculară învinge rezistența exterioară- excentrică, când avem de‐a face cu un fenomen invers.

BIOMECANICA FUNCTIONALA Exista trei tipuri de muschi in organism: Cardiac; S cheletic; Muschi neted Se ştie că un muşchi nu intervine singur într‐o mişcare, el asociindu‐se cu muşchiivecini, realizând o sinergie musculară.Sincronizarea acttiunilor musculare. În executarea unei miscari nu inter-vine numai muschiul care executa miscarea (muschiul agonist), ci si alte grupe musculare. Trebuie deosebite urmatoarele grupe musculare participante:1. Motorul primar este muschiul sau grupul muscular care efectueaza miscarea (agonistul).2. Antagonistul este muschiul sau grupul muscular care controleaza efectuarea continua si gradata a miscarii. De exemplu: daca se contracta bicepsul brahial cu scopul de a se flecta antebratul pe brat, în acelasi timp se contracta si tricepsul brahial, care modereaza miscarea (legea Sherrington).3. Muschii de fixare sustin segmentul în pozitia cea mai utila si confera astfel forta miscarii. O aruncare, de exemplu, nu se poate executa numai cu muschii flexori ai antebratului, ci si cu fixarea cotului si a umarului în pozitia cea mai convenabila.4. Muschii neutralizatori sunt antagonistii care suprima miscarea secundara a motoru Ei intervin dupa terminarea miscarii.

BIOMECANICA FUNCTIONALA În afara de aceste grupe musculare mai intervine si un alt factor de mare importanta, care complica actiunile musculare : Mobilitatea nu se bazeaza pe contractii musculare izolate, ci pe o serie de actiuni armonice sincronizate ale unui alt de grupe musculare. Tinând cont de participarea variata a tuturor grupelor musculare din punctul de vedere al momentului interventiei, al intensitatii de actiune si al rolului jucat, W. P. Bowen a propus urmatoareaclasificare a miscarilor:1. Miscari de tensiune slaba (scrisul, miscari de finete, miscari de îndemânare).2. Miscari de tensiune rapida (miscari de forta).3. Miscari balistice (aruncari, loviri etc). 4. Miscari de oscilattie (pendulari).Dar actiunea grupelor musculare nu este posibila fara participarea si a pârghiilor osoase.Muşchiul se reprezintă printr‐un segment de dreaptă, având originea la nivelul inserției musculare care în general se suprapune cu direcția muşchiului. Aceste considerente de adaptare funcțională a muşchiului permit Kinetoterapeutuluisă țină cont de ceea ce a numit Dehoux “mission”, misiunea, fiecărui muşchi.

BIOMECANICA FUNCTIONALA Analizele kinematice si kinetice cer date privind:1. centrele de masa,2. momentele de inerţie3. distribuţia maselor. Unele dintre aceste masurători au fost determinate pe cadavre; altele au utilizatvolumele segmentelor masurate in combinatie cu tabele de densitate iar tehnicile modernefolosesc sisteme de scanare care furnizeaza imagini transversale multiple preluate de a‐lungul unui segment( tehnica tomografică). Corpul uman constă din mai multe tipuri de țesuturi, fiecare cu o densitate diferită.De exemplu, greutățile specifice pentru diferite structuri anatomice sunt: osul cortical : γ > 1,8; țesutul muscular: γ 1;≅ țesutul gras: γ < 1.Densitatea medie este funcție de constituția corporală( somatotip.) Fiecare segment corporal are o combinație unică de oase, muşchi, grăsime şi alte țesuturi, iar densitatea în interiorul unui anumit segment nu este uniformă. În general, datorită proporției mai mari de oase, densitățile segmentelor distale sunt mai mari decât ale celor proximale, iar segmentele individuale îşi cresc densitățile .

BIOMECANICA FUNCTIONALA 1. Centru de masă sau centrul de greutate sunt deseori utilizați la fel .Termenul mai general este de centru de masă, în timp ce centrul de greutate se referă la centrul de masăpe o singură direcție, cea definită de direcția forței de greutate.Pentru celelate două axe, din plan orizontal, trebuie utilizat termenul de centru de masă.Creşterea masei corpului determină şi creşterea masei fiecărui segment, ca procent din masa corpului.Poziția centrului de masă este dată, de asemenea, ca procent al lungimii segmentului față de capătul distal sau proximal.În studiile efectuate pe cadavre determinarea centrului de masă se efctuează simplu, prin determinarea centrului de echilibru al fiecărui segment. Pentru calcularea centrului de masă in vivo este necesar a se cunoaşte profilul ariei transversale şi lungimea segmentului.Centrul de masă al unui corp este definit ca fiind punctul în care întreaga masă a unui obiect se presupune a fi concentrată. Cu fiecare segment în mişcare, centrul de masă al întregului corp este variabil în timp.Este, deci, necesară calcularea lui după fiecare interval de timp, ceea ce impune cunoaşterea traiectrorilor centrului de masă pentru fiecare segment al corpului.Se consideră pentru un anumit moment de timp un sistem de trei segmente cu centre de masă

BIOMECANICA FUNCTIONALA Centrul de masă al întregului corp este o variabilă frecvent calculată. Utilitatea ei înevaluarea mişcării umane este oarecum limitată. Unii cercetători utilizează variația în timp acentrului de masă pentru a calcula variațiile de energie ale întregului corp. Un astfel decalculeste însă eronat pentru că centrul de masă nu contează în variațiile de energie relative lamişcările reciproce ale segmentelor membrelor.Astfel, variațiile de energie asociate cu mişcarea înainte a unui picior şi cea înapoi aceluilalt picior, nu vor fi detectate prin centrul de masă care poate ramâne relativneschimbat.Utilizarea majoră a centrului de masă este în analiza activităților sportive, în special asăriturilor, unde traiectoria centrului de masă este critică pentru succesul acțiunii pentru căeste decisă în chiar momentul startului (al desprinderii). Poziția centrului de masă este de asemenea importantă în studiile privind postura şi echilibrul

corpului.

BIOMECANICA FUNCTIONALA 2. MOMENTUL DE INERŢIE ŞI RAZA DE GIRAŢIELocalizarea centrului de masă pentru fiecare segment este necesară pentru analiza mişcării de translație în spațiu. Dacă sunt implicate accelerații este necesară cunoaşterea rezistențeiinerțiale la astfel de mişcări. În cazul mişcării liniare relația dintre forța şi accelerția rezultantă este Descrisă de relația: F = m ⋅ aÎn cazul mişcării de rotație relația echivalentă este: M = I ⋅ε M = Constanța de proporționalitate dintre momentul M şi accelerația unghiulară produsă de acesta reprezintă abilitatea segmentului de a se opune modificărilor în viteza unghiulară.Unitățile de măsură sunt cele cunoscute :M = [ N.m] , ε = [ rad/sec2 ] , I = [ kg.m2 ] Valoarea lui I depinde de punctul în jurul căruia are loc rotația şi este minimă când rotația are loc în jurul centrului de masă.Majoritatea segmentelor corpului nu se rotesc în jurul centrului lor de masă ci mai degrabă în jurul articulației amplasate la unul dintre capete.Masurători in vivo ale momentului de inerție pot fi făcute doar în raport cu centrul unei articulații. Relația dintre acest moment de inerție şi cel în jurulcentrului de masă este dată de teorema axelor paralele.

BIOMECANICA FUNCTIONALA 3.Distributia maselor :Utilizarea datelor cinematice permite determinarea multor variabile necesare analizelor privind energia cinetică.În tabele masa segmentelor este dată ca procent din masa corpului, iar centrelede masă ca procent din lungimile lor față de capătul proximal sau distal.Raza de girație este de asemenea exprimată ca fracţiune din lungimea segmentului,în raport cu centrulde masă, de capătul proximal şi de cel distal.Calculul maselor segmentelor şi a centrelor lor de masă

Pentru calculele kinematice şi kinetice mai exacte este preferabil ca valorile antropometricesă fie măsurate direct. Echipamentele şi tehnicile care au fost dezvoltate, în acest sens, auînsă capacități limitate şi nu aduc o îmbunătățire prea mare valorilor ce se obțin din tabele.

BIOMECANICA FUNCTIONALA Considerând un subiect având masa de 80 kg putem determina masele următoarelorsegmente corporale: picior (mp), gamba (mg), coapsa(mc) şi ansamblul constituit din cap ‐trunchi – brațe (mCTB) precum şi poziția lor în raport cu capătul proximal sau distal alsegmentului corporal. Se cunosc prin măsurători directe lungimile segmentelor ca avândurmătoarele valori:Lp = 0.195 m Lg = 0.435 m Lc = 0.410 m LCTB = 0.295 mUtilizând fracțiunile de masă prezentate mai jos, corespunzător fiecărui segmentcorporal,se obține:mp = 0.0145 .80 = 1.16 kg mg = 0.0465 . 80 = 3.72 kg mc = 0.1 . 80 = 8 kg mCTB = 0.678 . 80 = 54.24Poziția centrului de masă pentru fiecare segment corporal este după cum urmează:CMp = 0.5 0.195 = 0.098m intre glezna si metatarsiene;⋅CMg = 0.433 0.435 = 0.188m sub condilul femural;⋅CMs =0.433 0.410 = 0.178m sub marele trohanter;⋅CMCTB= 1.142 0.295 = 0.337m deasupra marelui trohanter⋅

BIOMECANICA FUNCTIONALA DETERMINAREA POZIȚIEI CENTRULUI DE MASĂ ANATOMIC AL ÎNTREGULUI CORP Centrul de masă al întregului corp, numit şi centru anatomic de masă, este uşor demăsurat cu ajutorul unei instalații ( Fig. de mai jos ) constând dintr–o placă basculantă montată la uncapăt pe un cântar, iar la celalălt capăt pe un element de sprijin. Punctul de sprijin trebuie ales astfel încât centrul de greutate să fie plasat între acesta şicântar, de preferință cât mai aproape de punctul de sprijin. Prin respectarea acestei condiții, se asigură o mai mare precizie a măsurătorilor, prin posibilitatea utilizării unor sisteme de cântărire cu o limită de măsurare de (0‐5) kg, în loc de (50‐100) kg. Determinarea poziției centrului de greutate pentru întregul corp se realizează cusubiectul amplasat pe placa basculantă, cu fața în jos.


BIOMECANICA FUNCTIONALA DETERMINAREA MOMENTULUI DE INERȚIE A UNUI SEGMENT DISTAL

Pentru mişcarea de rotație, momentul de inerție reprezintă constanta de accelerații, comform relației:M= I. αAceastă ecuație poate fi utilizată pentru determinarea momentului de inerție a unuisegment distal, momentul fiind luat în raport cu articulația proximală, iar segmentulproximal fiind considerat fixat.Pentru calculul direct al momentului de inerție se poate utiliza aşa numita metodă a“eliberării rapide”Pacientul amplasat pe un scaun are glezna prinsă într‐un mecanism de decuplare rapidă, care se opune

forței F, exercitate pe un cablu de tracțiune la distanța y1 față de articulația genunchiului.Pentru măsurarea accelerației se utilizează un accelerometru ce este amplasat pe călcâi, la distanța y2 față de genunchi. În poziție neutră, sub acțiunea forțelor ce acționează asupra lui, piciorul se va afla în echilibru.Între accelerația tangențială a, măsurată de accelerometru, şi cea unghiulară αexistă relația: a = y2 . α

BIOMECANICA FUNCTIONALA Pe osciloscop se poate observa creşterea bruscă a accelerației, simultan cu descreşterea rapidă a

forței F ce acționa asupra piciorului. Scăderea forței este determinată de deplasarea înainte a piciorului, ca urmare a acționării

mecanismului de decuplare. Decuplarea poate avea loc, de exemplu, prin tăierea bruscă a cablului ce reține piciorul. Variația bruscă a accelerației poate fi utilizată pentru declanşarea baleiajului de către osciloscop, astfel încât să se poată capta variațiile rapide ale forței şi accelerației. În prezent există echipamente sofisticate ce permit determinarea simultană a mai multor parametri.Astfel de tehnici au fost dezvoltate de Hatze (1975) şi permit măsurarea simultană a momentului de inerție, a poziției centrului de masă şi a coeficientrului de amortizare.

BIOMECANICA FUNCTIONALA 4.IMPORTANŢA TIPURILOR ŞI STRUCTURII ARTICULAŢIILOR, DIN PUNCT DE VEDERE BIOMECANIC.TIPURI ŞI STRUCTURI ARTICULARE. CLASIFICAREA ARTICULAŢIILOR.CONDUCEREA ÎN ARTICULAŢII. SUPRAFEŢELE ARTICULARE. ELEMENTE DE BIOMECANICĂ ARTICULARĂ. ADAPTAREA FUNCŢIONALĂ A ARTICULAŢIILOR. CENTRUL DE MIŞCARE ŞI ARTICULAŢIILE

Se înțelege prin articulație sau încheietură, joncțiunea între două oase care seformează din ansamblul de structuri prin care oasele se unesc unele de altele. Articulațiile se adaptează condițiilor mecanice impuse de activitatea musculară. Prinurmare, o absență a activității în timpul unei imobilizări prelungite, antrenează un blocajprogresiv a articulației, în timp ce mobilizările repetate şi forțarea limitei articulare permitesubiectului să realizeze o hiperextensie a segmentului. Aceasta adaptare funcțională a articulației se repartizează egal pe toată suprafațastructurii articulare. Gradul de adaptare funcțională a articulației este dat de amplitudinea care o permite mişcarea ei.

Articulațiile sunt constituite din totalitatea elementelor prin care oasele se unescîntre ele. Aceste elemente sunt reprezentate de formațiuni conjunctive şi muşchi. Fără articulații nu ar fi posibilă realizarea funcției statice şi dinamice a oaselor,deci deplasarea şi activitățile organismului.

Exemple de articulații clasificate după forma structurilor osoase :

• articulaţiile sferice la umăr si sold permit miscari inainte, imapoi, lateral si de‐ ‐rotatie;• articulatiile de tip "balama" la degete, genunchi si coate permit numai miscari de‐ ‐indoire si indreptare;• articulatiile de tip "pivot" articulatiile gatului permit miscari limitate de rotatie;‐ ‐• articulatiile elipsiodale la incheietura mainii permit toate tipurile de miscari mai‐ ‐putin cele de pivotare.


Articulațiile sunt alcătuite din:1.cartilaj ‐ la articulații, oasele sunt învelite în cartilaj (un țesut de legătură), alcătuit din celule şi fibre, foarte rezistent. Cartilajul ajută la reducerea frecării datorate mişcării oaselor;2. membrana sinovială ‐ un țesut care înconjoară articulația închizând‐o într‐o capsulă. Membrana sinovială secretă lichid sinovial (un fluid clar, lipicios) pentru lubrifierea articulației;3. ligamente ligamente puternice (benzi dure, elastice, de țesut de legătură) ‐ înconjoară articulația pentru a o susține şi a‐i limita mişcările;4. tendoane ‐ tendoanele (un alt tip de țesut de legătură) leagă fiecare parte a articulației demuşchii care îi ontrolează mişcarea;5. burse ‐ săculețe umplute cu fluid, situate între oase, ligamente sau alte structuri adiacente , care ajută la reducerea frecării datorită mişcării;6. fluid sinovial un lichid clar, lipicios secretat de membrana sinovială;‐ 7. menisc ‐ o bucată curbată de cartilaj, cu rol de a asigura congruența dintre suprafețele osoase,pe care o găsim la genunchi şi alte articulații


În funcție de tipul de structuri conjunctive care participă la alcătuirea unei articulații şi gradul de mobilitate, la care se adaugă formațiunile de legătură şi modul de dezvoltare, articulațiile au fost împărțite în trei grupe:1. articulaţii fibroase sau sinartroze, fixe;2. articulaţii cartilaginoase sau amfiartroze, semimobile;3.articulaţii sinoviale sau diartroze, mobile.

1.Articulațiile fibroase sau sinatrozele-Sunt articulații în care oasele sunt strâns legate între ele prin țesut fibros dens. Acest tip de articulațieprezintă două suprafețe articulare care sunt sudate una de alta fie prin intermediul unui cartilaj, fieprin intermediul unui țesut fibros, în funcție de tipul de osificare care a avut loc în formarea osului. Deci în primul caz vorbim de o „synchondroză” iar în celde‐al doilea de o „ synfibroză”. Aceste articulațiiNu permit mişcări sau dacă acestea există sunt foarte reduse.


2. Articulațiile cartilaginoase sau amfiartozele

Aceste articulații prezintă două suprafețe articulare plane sau concave care suntacoperite de cartilaj articular şi sunt reunite şi sunt unite printr un ligament fibros sau fibrocartilaginos,‐întins între cele două suprafețe şi prin ligamente periferice sau ligamente interosoase. Unele amfiartroze prezintă o proeminență a cavității articulare şi sunt denumite din acest motiv„diartro amfiartroze”. Ele au un grad de mobilitate, dar un grad mare de elasticitate, care permite‐amortizarea socurilor.


3. Articulațiile sinoviale sau diartrozele

Cele mai multe articulații aparținând corpului uman se încadrează în grupul sinovial.Sunt articulații complexe, la nivelul cărora se produc mişcări multiple şi variate. La nivelul lorexistă elemente anatomice specifice care permit sau frânează mişcarea, amortizează şocurileşi conferă stabilitate. Suprafețele articulare sunt netede, acoperite de cartilaj hialin. Aceste articulații, care ne interesează în mod particular în timpul unei activități, prezintă suprafețeseparate printr o cavitate articulară. Ele sunt înconjurate de o capsulă şi de ligamente.‐Articulațiile mobile se clasifică după trei criterii:• După numărul articulațiilor oaselor care intră în compunerea articulațiilor• După forma suprafețelor articulare• După numărul axelor de mişcare


CONDUCEREA ÎN ARTICULAŢII

Include sensul, direcția şi amplitudinea mişcării. Conducerea articulației poate fiosoasă, ligamentară şi musculară.• Conducerea osoasă, când amplitudinea mişcării este determinată de suprafețelearticulare. Ex. : cotul.• Când amplitudinea mişcării se datorează frânării ligamentare vorbim de conducereligamentară. Ex. : şoldul.• Când mişcarea este limitată exclusiv de acțiunea muşchilor periarticulari vorbim deconducere musculară.ndiferent de felul conducerii, mişcările se produc în jurul unui ax denumit axul articular.El este o linie teoretică în jurul căreia se execută mişcările.


ELEMENTE DE BIOMECANICĂ ARTICULARĂMişcările realizate la nivelul articulațiilor sunt în funcție de configurația articulației şi de starea ei. Diferitele tipuri de mişcari elementare ne permit să descriem şi să analizăm mişcarilecomplexe ale unei articulații. Se descriu trei tipuri de mişcari ale jocului articular:a. Rularea -se realizează în condițiile în care, prin mişcare, puncte noi de pe suprafata unui os intra încontact mereu cu puncte noi de pe suprafața celuilalt os.b. Alunecarea -este o mişcare intracapsulară caracterizată prin deplasarea unui segment sau a uneisuprafețe pe o alta, fiecare punct al primului corp trebuie să intre în contact permanent cupuncte noi de pe cealaltă suprafată.c. Rotaţia- se descrie ca mobilizarea unui segment în raport cu altul în jurul unei axe, descriind astfel omişcare care se realizează pe o traictorie circulară astfel încat toate parțile segmentului semobilizează în jurul unei axe de rotație. Toate aceste tipuri de mişcări se pot combina între ele ducând la mişcările complexe realizate, de exemplu, la nivelul centurii scapulare. Articulațiascapulo‐humerală este o articulație care prezintă trei grade de libertate.


Întelegem prin grade de libertate, posibilitatea mobilizării unui segment în diverseplanuri, în jurul unui ax. Mişcările realizate în jurul unui ax, pot fi:a. Mişcarea de flexie extensie‐Miscarea de flexie este aceea de apropiere a segmentelor în timp ce în extensieacestea sunt plasate unul în prelungirea celuilalt. Pentru că această mişcare se realizează dindiverse poziții trebuie să precizăm întotdeauna sensul de miscare.b. Mişcarea de abducţie adducţie‐Mişcarea de abducție deplasează segmentul prin îndepărtarea axului longitudinal şicentral al corpului în timp ce adducția apropie segmentul de acest ax.c. Mişcarea de rotație internă‐ rotație externăMişcarea de rotație internă apropie părțile anterioare ale acestui segment, de axul central al corpului şi le depărtează pe cele inferioare, în timp ce rotația externă realizează o mişcare inversă.d. CircumducţiaReprezintă o combinație între flexie şi abducție respectiv extensie şi adducție şi areca rezultat descrierea unui con cu vârful la nivelul centurii scapulare.


ADAPTAREA FUNCŢIONALĂ A ARTICULAŢIILOR Articulațiile se adaptează condițiilor mecanice impuse de activitatea musculară. Prin urmare,o absență a activității în timpul unei imobilizări prelungite, antrenează un blocaj progresiv aarticulației, în timp ce mobilizările repetate şi forțarea limitei articulare permite subiectului să realizeze o hiperextensie a segmentului. Aceasta adaptare funcțională a articulației se repartizează egal pe toată suprafața structurii articulare. Gradul de adaptare funcțională a articulației este dat de amplitudinea care o permite mişcarea ei. Prin urmare, o articulație ca cea scapulo‐humerală care intersectează muşchi lungi, prezintă un grad de mobilitate foarte mare fată de articulația intervertebrală care reuneşte muşchi ce dezvoltă o forța mică. Această posibilitate de adaptare a articulației reprezintă un elementimportant în problemele puse de kinetoterapeut în reeducarea funcțională a articulației sauîn menţinerea unei bune supleţi articulare. La acestea contribuie şi gradul de funcţionalitate a suprafeţelor osoase, tendoanelor, ligamentelor, muşchilor şi alte structuri periferice.Readaptarea sau recuperarea suprafețelor articulare se măsoară cu ajutorul goniometrului. Examenul constă în compararea valorilor obținute cu valorile medii obținute pe un eşantion reprezentativ.


Goniometrie

Trebuie subliniate dificultățile pe care poate să le întâmpine un kinetoterapeut cândvrea să definească o mobilitate articulară normală, deoarece efectele practicării diferitelorsporturi antrenează mobilități articulare diferite, femeile prezintă o mobilitate articulară mai mare în comparație cu bărbații, iar în cursul vieții, individul dezvoltă stadii diferite de mobilitate. Importanța cunoaşterii stadiilor diferite de mobilitate permite kinetoterapeutului săintervină eficient în procesul de recuperare.


CUPLURI ŞI LANȚURI CINEMATICE Activitățile motorii nu rezultă din activitatea izolată a unor muşchi, oase sauarticulații, ci prin punerea în acțiune a cuplurilor şi lanțurilor motrice.Cuplurile de forţe În timpul mişcărilor corpului viu, intervin atât forțe active, cât şi forțele contrarii, carealcătuiesc împreună cupluri de forțe. Cuplul de forțe este format, prin urmare, de douăforțe paralele, care acționează asupra pârghiilor în direcții opuse. Cupluri cinematice Două segmente mobile apropiate realizează un cuplu cinematic. Exemple: gamba şipiciorul, antebrațul şi mâna etc. În mecanică se descriu trei tipuri de cupluri cinematice:• de translație;• de rotaţie;• elicoidale.În biomecanica corpului omenesc, cuplurile de translație nu se întâlnesc, cele elicoidale sunt rare (articulația gleznei), iar cele de rotație sunt cele mai numeroase.


Lanţuri cinematiceCuplurile cinematice se leagă între ele realizând lanțurile cinematice, care pot fi deschise sau închise.

a. Lanțul cinematic deschis reprezintă o succesiune de articulații care formează unlanț al cărui ultim element este liber.b. Lanțul cinematic închis reprezintă o combinație analoagă a celei precedente, darultimul element este fixat sau întâlneşte o forță rezistentă care îi înhibă mişcarea liberă.

Prin urmare distingem un lant cinetic închis şi unul frânat, la nivelul căruia se descriumai multe grade de frânare.Astfel extensia brațului în cădere frontală este un exemplu de lanț cinematic deschis, extensia brațului spre în sus, într un exercițiu de haltere, esteun lanț cinematic frânat, închis. Un lanț ‐cinematic închis cu ambele capete fixate este, de exemplu, poziția de atârnat sau atârnat cu sprijin lanțul ‐închis fiind la nivelul membrului superior. În poziția stând, membrul inferior acționează ca un lanț închis.


Se pot descrie trei tipuri de lanțuri cinematice principale ale corpului omenesc :

• lanțul capului, gâtului şi trunchiului ;• lanțul membrului superior ;• lanțul membrului inferior

Prin existența lor, prin structura lor, articulațiile au importanta funcție de a înlesni mişcarea cuplurilor cinematice, cu economie de forță şi deplasare a centrelor de rotatie ale articulatiilor


FORŢELE INTERIOARE ALE LOCOMOŢIEI: PÂRGHIA OSOSĂ ŞI MOBILITATEA ARTICULARĂ Analiza biomecanică impune cu necesitate luarea în considerare şi a variabilelor cedescriu energetica mişcării. Fluxurile de energie reprezintă cauza directă a mişcărilor ce seobservă, absența lor conducând în mod direct la absența mişcării. Evaluarea corectă a mersului patologic depinde direct de luarea în considerare a transferurilor de putere în articulații, acestea completând datele furnizate de evaluările electromiografice(EMG) sau cele privind forțele şimomentele ce se dezvoltă. Calcularea corectă a lucrului mecanic este esențială nu numai în scop de diagnostic ci şi în evaluarea capacităților de muncă şi aprecierea performanțelor sportive.

Conceptele de bază privind energetica mişcării sunt energia, lucrul mecanic şi puterea.Baza anatomo‐funcțională a unei mişcări este reprezentată de arcul neuromusculoosteoarticular.Prin intrarea în acțiune a aparatului locomotor comandat de sistemul nervos, se declanşează o serie de forțe interioare care conlucrează la realizarea mişcărilor. Forțele interioare sunt obligate să învingă o serie de forțe exterioare care se opun mişcării, mişcarea rezultând din interacțiunea forțelor interioare ale corpului omenesc cu forțele exterioare ale mediului de deplasare.


Pentru a se produce lucru mecanic, forțele interioare trebuie să fie superioare caintensitate rezistențelor opuse de forțele exterioare şi să acționeze pe aceeaşi direcție, dar însens invers acestora din urmă. Organele care participă la locomoție aparțin sistemului nervos, sistemuluiosteoarticular şi sistemului muscular. Atât locomoția, cât şi mişcarea sub forma exercițiului fizic utilizează energia mecanică care se manifestă ca nişte forțe. În urma proceselor metabolice din organismul uman rezultă energie care esteutilizată sub formă termică, electrică, fizico‐chimică şi mecanică.Succesiunea forțelor interioare ale locomoției, care intervin în realizarea unei mişcărieste următoarea:• impulsul nervos;• contracția musculară;• pârghia osoasă;• mobilitatea articulară.


Pârghia osoasă A treia forță interioara a locomoției este reprezentată de acțiunea pârghiilor osoase. Segmenteleosoase asupra cărora acționează muşchii se comportă, la prima vedere, ca pârghiile din fizică.În mecanică, o pârghie este o maşină simplă. Maşinile simple sunt dispozitive utilizate pentru ca în procesul de deplasare a unor corpuri să se poată reduce forța aplicată, pe seama deplasării maimari a punctului de aplicare a acestor forțe. Pârghia reprezintă de obicei o bară care se poate roti în jurul unui punct numit punctde sprijin (S). Scopul principal al utilizării pârghiei este acela de a putea ridica o greutate maimare, aplicând o forță mai mică. Deci, asupra pârghiei acționează două forțe:• forța care trebuie învinsă, numită forța rezistentă – R;• forța cu ajutorul căreia este învinsă forța rezistentă, numită forța activă – F.În funcție de raporturile dintre aceste trei puncte, pârghiile se împart în:• pârghii de gradul I, cu sprijinul la mijloc – RSF;• pârghii de gradul II, cu rezistenţa la mijloc – SRF;• pârghii de gradul III, cu forţa la mijloc – SFR.


Distanța dintre punctul de sprijin şi suportul uneia dintre forțe se numeşte brațul forței, respectiv brațul rezistenței. Pentru ca o pârghie să fie în echilibru, momentele celor două forțe fațăde punctul de sprijin trebuie să fie egale. Segmentele osoase asupra cărora acționează muşchii se comportă, la prima vedere,ca pârghiile din fizică. Pârghiile biologice sunt formate din două oase vecine articulate mobil= cuplu cinematic, şi legate între ele printr‐un muşchi. La pârghia osoasă:• punctul de sprijin S reprezintă axa biomecanică a mişcării;• forța rezistentă R reprezintă greutatea corpului sau a segmentului care sedeplasează; la aceasta se poate adăuga greutatea sarcinii de mobilizat;• forța activă F este reprezentată de inserția pe segmentul osos a muşchiului carerealizează mişcarea.


Pârghiile de gradul I sunt pârghii de echilibru. De exemplu, la articulația atlanto-occipitală, capul în echilibru pe coloana vertebrală reprezintă o pârghie de gradul I:(figura urmatoare )

S- corespunde articulaţiei atlantooccipitale;R - este reprezentată de greutatea capului, care tinde să cadă înainte;F - este reprezentată de muşchii cefei, care opresc căderea capului înainte.

• capul în echilibru pe coloana vertebrală este un exemplu de pârghie de gradul I (FSR)– punctual de sprijin (S) corespunde articulației condililor occipitali cu vertebra atlas;rezistența (R) este reprezentată prin greutatea capului, care tinde să cadă înainte;forța (F) este reprezentată prin muşchii cefei, care nu lasă capul să cadă înainte . Exemplul în

mecanică este balanța.


Pârghia de gradul I în corpul uman

Pârghiile de gradul al –II –lea sunt pârghii de forță şi sunt mai rare în organismuluman. Un exemplu de pârghie de gradul al‐II‐lea se întâlneşte atunci când subiectul se ridicăpe vârful degetelor (figura urmatoare ):S corespunde capetelor metatarsienelor;R este reprezentată de proiecția centrului de greutate, care cade pe articulațiatalocrurală;F este reprezentată de forța muşchiului triceps sural, care se inseră pe calcaneu.

pârghia de gradul II (SRF) este întâlnită numai într‐o situație: la ridicarea corpului „învârful degetelor”. În acest caz, punctul de sprijin (S) este situat la nivelul capetelormetatarsienelor, forța motorie (F) este reprezentată de forța tricepsului sural,aplicată pe calcaneu, iar rezistența (R) este reprezentată de proiecția centrului degreutate, care cade la nivelul articulației gleznei, deci între sprijin şi F.Exemplul în mecanică este roaba.


Pârghia de gradul II în corpul uman

Pârghiile de gradul al III lea ‐ ‐cele mai frecvente în organism, sunt pârghii de viteză,permițând ca printr‐o forță redusă să se imprime brațului rezistenței deplasări foarte mari.De exemplu, la nivelul articulației cotului, pentru mişcarea de flexiune realizată de muşchiulbiceps brahial (figura urmatoare ):S corespunde articulației cotului;F este reprezentată de inserția bicepsului brahial pe tuberozitatea radiusului;R este reprezentată de greutatea antebrațului şi a mâinii.

pârghiile de gradul III (SFR) permit ca, printr‐o forță redusă, să se imprimebrațului rezistenței deplasări foarte mari într‐un timp foarte scurt. Mişcarea de flexiea antebrațului pe braț este un astfel de exemplu, punctul de sprijin fiind situat lanivelul cotului. În timpul mişcărilor de extensie, cotul devine însă o pârghie de gradulI, deoarece punctul de sprijin trece la mijloc . Exemplul în mecanică estepenseta.


Pârghia de gradul III în corpul uman (flexia antebraţului pe braţ)

Pârghiile de gradul III sunt de trei tipuri, în funcție de distanța dintre punctele de aplicare a rezistenței, forței şi sprijinului :

a)când forța F acționează la mijlocul distanței dintre punctele de aplicare a sprijinului Sşi rezistenței R, pârghia acționează cu o forță şi viteză medie;

b) când forța F este mai apropiată de punctul S, pârghia va acționa cu o forță scăzută,dar cu viteză crescută;

c) când forța F este mai apropiată de R , pârghia va acționa cu forță mărită, dar cuviteză scăzută.


Mobilitatea articulară Deplasarea segmentelor osoase angrenează în lanțul mecanismelor motorii şi participareaobligatorie a articulațiilor. Structura anatomică a articulațiilor permite transmiterea tracțiunilor, stabilitatealanțului cinematic şi diminuarea frecării. Mobilitatea articulară trebuie considerată un factor activ care participă la realizareamişcărilor. Forma articulațiilor şi gradele de libertate ale acestora sunt factori importanți care conduc direcția şi sensul mişcărilor şi care, în acelaşi timp limitează amplitudinea de mişcare.Cupluri şi lanţuri cinematiceCupluri cinematice= Două segmente mobile apropiate realizează un cuplu cinematic.De exemplu: gambă‐picior, braț‐antebraț, antebraț‐mână. În mecanică se descriu trei tipuri de cupluri cinematice: de translație, de rotație şi helicoidale. În biomecanica corpului omenesc nu se întâlnesc cupluri de translație, cele helicoidale sunt rare (de exemplu, articulația gleznei), iar cele de rotație sunt frecvente(de exemplu, antebraț‐mână).Lanţuri cinematice. Cuplurile cinematice se leagă între ele, realizând lanţuri cinematice (articulare). La formarea unui lanț cinematic participă mai multe segmente şi deci, mai multe articulații (cupluri cinematice).


Gradele de libertate şi axele de mişcare

În biomecanică, prin grad de libertate se înțelege planul în care se desfăşoară oanumită mişcare. În funcție de numărul gradelor de libertate, articulațiile sinoviale se clasifică în:

articulații cu 1 grad de libertatearticulații cu 2 grade de libertatearticulații cu 3 grade de libertate


Funcţiile articulaţiei în cadrul aparatului locomotor

În cadrul aparatului locomotor, articulația are două funcții principale: asigură stabilitatea şi mobilitatea segmentelor.Stabilitatea este importantă la toate articulațiile, dar reprezintă o condiție majorăpentru cele ale membrului inferior, care asigură ortostatismul şi mersul.Stabilitatea unei articulații depinde de mai mulți factori, din care amintim: formacapetelor osoase articulare, capsula şi ligamentele acesteia, musculatura periarticulară,lichidul sinovial şi presiunea atmosferică.Mobilitatea articulară intră în discuție mai ales la articulațiile sinoviale. Aceastăfuncție este dependentă de cel puțin trei structuri capsula articulară, sinoviala şi lichidulsinovial.


Supleţea aparatului locomotorSuplețea+mobilitatea=flexibilitatea este„capacitatea unui subiect de a putea executamişcări cu mare amplitudine, în una sau mai multe articulații” (Weineck)Suplețea se referă la două componenteale aparatului locomotor:• articulațiile suplețea sau mobilitatea articulară;‐• muşchii, tendoanele, ligamentele, din punct de vedere al capacității de întindere al acestora.Formele supleţeiÎn funcție de numărul articulațiilor prin care se realizează mişcarea, se disting douăforme de suplețe: generală şi specifică.Suplețea generală se refră la mobilitatea principalelor articulații mari ale corpului:scapulohumeerală, coxofemuralăşi cele ale coloanei vertebrale.Suplețea specifică priveşte o articulație anume şi îmbracă trei aspectea)Suplețea activă;b)Suplețea pasivă;c)Suplețea mixtă.


Factorii care influenţează supleţea articulară:

• Tipul articulației.• Masa musculară.• Hipertrofia musculară• Tonusul muscular şi capacitatea de relaxare• Capacitatea de întindere musculară• Capacitatea de întindere a aparatului capsuloligamentar• Vârsta şi sexul• Starea de încălzire a aparatului locomotor• Oboseala• Ritmul circadian


CAUZELE MIŞCĂRII INEFICIENTEAprecierea directă a eficienței este deseori difcil de realizat atât de către terapeut cât şi de către antrenori. În mod curent se procedează la aprecierea cauzelor individuale ale ineficienței/ eficienței scăzute, prin aceasta încercându‐se îmbunătățirea automată a eficienței.Cele patru cauze ale ineficienței mişcării sunt:

1.Co contracţiile;‐2. Contracţiile izometrice împotriva gravitaţiei;3.Generarea de energie la o articulaţie simultan cu absorbţia acesteia la o altă articulaţie;4. Mişcările spasmodice (spasmul muscular).1.Co contracţiile ‐ corespund situațiilor în care, simultan cu contracția muşchilor direct implicați în mişcare au loc contracții şi la nivelul muşchilor antagonişti corespunzători acelei mişcări. Acest fenomen conduce în mod evident la o ineficieneță a mişcării din cauza faptului ca muşchii luptă unii împotriva celorlați fără a produce o mişcare netă. Co contracțiile au loc în multe cazuri patologice, mai ales în‐hemiplegii şi paralizii cerebrale însoțite de spasm muscular. Ele au loc de asemenea, într‐o măsurălimitată întimpul mişcării, când apare necesitatea de stabilizare a articulațiilor, în special în cazulridicării greutăților mari, sau la nivelul gleznei în timpul mersului sau alergării.


2. CONTRACȚII IZOMETRICE ÎMPOTRIVA GRAVITAȚIEI În mişcările dinamice normale există o activitate musculară minimă care poate fi atribuităsusținerii segmentelor membrului împotriva forțelor de gravitație. Aceasta se produce ca urmare aschimbului de energie constant ce are loc intre muschi si segmentele corpului. În multe situatii patologice, mişcarea este atât de înceată încât există perioade mari detimp în care segmentele membrului sau trunchiului sunt reținute în contracții aproape izometrice. Paciențiicu paralizie cerebrală spastică se deplasează cu genunchii flectați cerând activitate excesivă cvadricepşilor pentru a împiedica eventuala cădere. Prin sprijinul pe cârje, subiectul cu paralizie cerebrală îşi ține piciorul deasupra solului pentru o perioadă de timp, anterioară balansului.Singura tehnică posibilă care ar putea fi utilizată este EMGul şi fiecare semnal muscular EMG trebuie să fie calibrat în raport cu metabolismul suplimentar creat pentru a contracta muschii corespunzatori. În prezent nu a fost dezvoltată nici o tehnică de separare a costului metabolic al acestei ineficiențe.


3.GENERAREA DE ENERGIE LA O ARTICULAȚIE, SIMULTAN CU ABSORBȚIA LA O ALTĂ ARTICULAȚIE

Cea mai puțin cunoscută şi înțeleasă cauză a ineficienței are loc când un grup demuşchi aferent unei articulații efectueaza lucru mecanic pozitiv în acelaşi timp în care lucrul mecanic negativ este efectuat la altă articulație. Un astfel de eveniment este în realitate o extensie a ceea ce se întâmplă în timpul unei co‐contracții ( adică lucrul mecanic pozitiv este anulat de cel negativ). În timpul mersului normal, acest fenomen se produce atunci când, creşterea de energie la desprinderea piciorului de pe sol, are loc simultan cu preluarea greutății pe celălalt picior care absoarbe energie.


MIŞCĂRILE SPASMODICE Schimburile de energie eficiente sunt caracterizate prin mişcări cu aspect constant(lin). Un balerin şi un săritor în înălțime execută mişcări line din diferite motive: unul fiind artistic, celălalt, pentru o performanță eficientă. Energia adaugată corpului de lucrul mecanic pozitiv intr‐un anume moment, este conservata în timp şi puțin din această energie este pierdută prin efectuarea de către muşchi de lucru mecanic negativ. Mersul spasmodic al unui copil cu paralizie cerebrala este cu totul opus. Energia adaugata într‐

un anumit moment este îndepărtată o fracțiune de secundă mai târziu. Mişcarea are o succesiune constantă de porniri şi opriri şi fiecare din aceste variații, bazate pe lucru mecanic pozitiv şi negativ areun cost metabolic. Costul energetic datorat mişcării spasmodice poate fi evaluat în două moduri: prinanaliza lucrului mecanic pe baza energiei, segment cu segment, sau printr‐o analiză deputeri, articulație cu articulație.


BIOMECANICA FUNCTIONALACIBERNÉTICĂ -Ştiinţă care studiază principiile şi legile comune ale funcţionării sistemelor de legături, comandă şi control

în maşini şi în organismele vii. Ștefan Odobleja - a fost un autor, filozof, medic militar și scriitor român, precursor mondial al ciberneticii generalizate pe care el însuși a denumit-o „psihologia consonantistă”. Datorită contribuțiilor saleremarcabile, îndelung ignorate și nerecunoscute, Ștefan Odobleja a fost ales post-mortem, după 1989,membru al Academiei Române.Cuvântul „cibernetică” a fost creat de Norbert Wiener în 1948 și are la origine termenul grec κυβερνήτης, kybernetes (cârmaci, cârmă). În limba greacă prima utilizare a termenului apare în Legile lui Platon, cu sensul de guvernare a poporului. De fapt și „a guverna” are același etimon grec, ajuns la noi prin intermediul latinescului gubernare (a conduce). Termenul s-a răspândit mai ales în legătură cu sistemele digitale, dar domeniul este mult mai larg: cibernetica se ocupă de modul în care un sistem (digital, mecanic, biologic) prelucrează informațiile și reacționează la acestea; Încă o definiție, cu un conținut filozofic mai profund, a fost sugerată în 1958 de Louis Couffignal, unul dintre pionierii ciberneticii din anii 1930, care considera cibernetica drept „arta de a realiza eficienţa acţiunii”.Cibernetica se ocupă cu studiul sistemelor. Principala sa componentă este feedback-ul.

Documents

Curs 2 &3 Biomecanica Functionala