BIOMECÂNICA Métodos de medição - antropometria Carlos Bolli Mota bollimota@gmail.com UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA Laboratório de Biomecânica

MÉTODOS DE MEDIÇÃO

ANTROPOMETRIA Do grego: antropos - homem métron - medição, medida Literalmente: medida do homem

Três parâmetros segmentares principais: ANTROPOMETRIA Três parâmetros segmentares principais: peso relativo raio proximal (posição do CG) momentos de inércia

Estudos com cadáveres Harless (1860) - 2 cadáveres masculinos (criminosos executados - Graf e Kefer), sem congelamento, 15 segmentos. Braüne e Fischer (1889) - 4 cadáveres masculinos (suicídios), 14 segmentos. Fischer (1906) - 1 cadáver masculino , 14 segmentos.

Estudos com cadáveres Dempster (1955) - 8 cadáveres masculinos (idosos, morte natural), 17 segmentos. Seus dados foram extensivamente usados, substituindo os de Braüne e Fischer. Barter (1957) - equações de regressão. Mori e Yamamoto (1959) - 6 cadáveres (3 masculinos e 3 femininos), metodologia incompleta.

Estudos com cadáveres Fujikawa (1963) - 6 cadáveres, muitas imprecisões. Clauser, McConville e Young (1969) - 14 cadáveres masculinos cuidadosamente selecionados para melhor representar a população, 14 segmentos. Foram calculados valores médios e equações de regressão para as propriedades inerciais.

pesos relativos (%) Braüne e Fischer Dempster Clauser et al. cabeça 7,1 8,1 7,3 tronco 46,6 49,7 50,7 braço 3,3 2,8 2,6 antebraço 2,1 1,6 mão 0,8 0,6 0,7 antebraço + mão 2,9 2,2 2,3 coxa 10,7 10,0 10,3 perna 4,8 4,6 4,3 pé 1,7 1,5 perna + pé 6,5 6,1 5,8

raios proximais (%) Braüne e Fischer Dempster Clauser et al. cabeça ----- 43,3 46,6 tronco 38,0 braço 47,0 43,6 51,3 antebraço 42,1 43,0 39,0 mão 50,6 52,0 antebraço + mão 47,2 67,7 62,6 coxa 44,0 37,2 perna 42,0 37,1 pé 44,4 42,9 44,9 perna + pé 52,4 43,7 47,5

Estudos in vivo Estudos de imersão: Harless (1860) - 44 membros e cabeças de 6 cadáveres (4 masculinos e 2 femininos) para calcular o peso específico. Dempster (1955) - estudo com 39 universitários assumindo peso específico dos segmentos constante e igual a 1,0 gf/cm3.

Estudos in vivo Duggar (1962) - estudos assumindo pesos específicos diferentes para cada segmento. Drillis e Contini (1966) - estudo com 12 homens, assumindo pesos específicos diferentes para cada segmento. Plagenhoef (1971) - estudo semelhante com 76 universitárias e 7 dançarinas.

Estudos in vivo Outros estudos: Casper et al. (1968), Baster (1971) e Zatsiorski (1988) - determinação das propriedades inerciais com scanner de raios gama. Outras técnicas promissoras - densitometria, tomografia computadorizada e ressonância nuclear magnética.

Modelagem matemática Nestes estudos os segmentos do corpo são representados por sólidos geométricos regulares de densidade conhecida. Harless (1860), Matsui (1958), King et al. (1961), Kulwichi et al. (1962), Whitsett (1963), Hanavan (1964), Jensen (1976), Hatze (1980), Yeadon (1989).

CENTRO DE GRAVIDADE Análises quantitativas detalhadas do movimento humano requerem um conhecimento da localização do centro de gravidade do corpo. Por este motivo, diversos métodos foram desenvolvidos para determinar a localização deste ponto.

CENTRO DE GRAVIDADE Alguns foram desenvolvidos com a finalidade de resolver um problema particular, outros na esperança de prover métodos ou dados satisfatórios para a solução de um grande número de problemas.

CENTRO DE GRAVIDADE Existem duas abordagens para a determinação do centro de gravidade do corpo humano: abordagem direta (ou de corpo inteiro) abordagem indireta (ou segmentar

CENTRO DE GRAVIDADE abordagem direta - o corpo em estudo é considerado como um todo. abordagem indireta - as várias partes ou segmentos do corpo são considerados separadamente e os resultados usados para computar valores para o corpo inteiro.

Abordagem direta Borelli (1680) - primeiro a tentar localizar o centro de gravidade do corpo humano. du Bois-Reymond (1900) - prancha de reação. Palmer (1928) e Cotton (1931) - métodos semelhantes ao de du Bois-Reymond. Basler (1931) - prancha de reação de 3 apoios.

Método de Borelli – séc. XVII plano transversal que contém o CG

Prancha de dois apoios Xcg = (R2 –R1) . d / Ps Xcg = altura do CG R2 = leitura na balança com o sujeito na prancha R1 = leitura na balança sem o sujeito d = distância entre os apoios Ps = peso do sujeito Xcg = (R2 –R1) . d / Ps

Prancha de três apoios

Abordagem direta Payne e Blader (1970) - prancha de reação de 4 apoios. Weinbach (1938), Hertzberg et al. (1957) e Pierson (1961) - técnicas para determinar a altura do centro de gravidade a partir de fotografias.

Abordagem indireta Considera o corpo como sendo constituído de um número arbitrário de segmentos, cujos pesos e centros de gravidade são conhecidos. Os momentos dos segmentos individuais em torno de um eixo arbitrário são calculados, somados e igualados ao momento do corpo inteiro em torno do mesmo eixo.

Abordagem indireta onde p1, p2, p3, ... pn são os pesos dos n segmentos corporais, Ps é o peso total do corpo (Ps = p1 + p2 + p3 + ... + pn) e x1, x2, x3, ... xn e X são as distâncias dos centros de gravidade dos segmentos e do corpo inteiro ao eixo escolhido.

Abordagem indireta Logo:

Abordagem indireta Ou:

coordenadas dos cg’s parciais: Abordagem indireta coordenadas dos cg’s parciais: onde xp e yp são as coordenadas da articulação proximal, xd e yd são as coordenadas da articulação distal e ‘a’ é o raio proximal do segmento.

Se 1 cm na figura equivale a 0,15 m em dimensões reais: 1 cm = 0,15 m Correção da escala: Se 1 cm na figura equivale a 0,15 m em dimensões reais: 1 cm = 0,15 m Portanto: Xcg = 6,321 . 0,15  Xcg = 0,95 m Ycg = 9,133 . 0,15  Ycg = 1,37 m

Qual dos métodos usar? Depende de: CENTRO DE GRAVIDADE Qual dos métodos usar? Depende de: precisão requerida características dos sujeitos natureza das posições do corpo número de coordenadas requeridas número e disponibilidade dos sujeitos