A CIÊNCIA BIOMECÂNICA

Introdução O que é biomecânica? Hay (1973) “Biomecânica é a ciência que examina as forças que agem sobre e dentro de uma estrutura biológica, bem como os efeitos produzidos por tais forças”

Hatze (1971) “Biomecânica é a ciência que estuda as estruturas e funções de sistemas biológicos, utilizando o conhecimento e os métodos da mecânica”

Interação física entre o sistema biológico e o meio ambiente Estrutura do meio ambiente – forma e estabilidade. Forças externas – orientação em função da gravidade, velocidade do movimento etc. Estrutura do sistema – disposição óssea, atividade muscular resultante, organização segmentar do corpo, escala ou tamanho, integração motora. Estado psicológico – atenção, motivação. Tarefa – estrutura para a organização do movimento.

Assuntos mais freqüentemente abordados Função dos músculos, ligamentos, tendões, cartilagens Forças atuantes sobre estruturas específicas dos sistemas biológicos Movimentos do corpo e dos segmentos corporais Fatores que influenciam o desempenho do corpo humano

Um pouco de história Em todos os períodos da história da humanidade, pensadores se preocuparam em entender o funcionamento e o movimento dos corpos biológicos: Hipócrates (V a.C.), Aristóteles (IV a.C.), Arquimedes (VI a.C.), Galeno (II a.C.), Da Vinci (XV), Vesalius (XVI), Galileu (XVII), Descartes (XVII), Borelli (XVII)

Borelli (1608-1679) “Pai” da Biomecânica

Sec XVIII e XIX – Fundamentos da mecânica, do cálculo e do método experimental Newton, Leibenitz, Lagrange, Hamilton, Sec XIX – Análise cinemática da marcha, bioeletricidade Sec XX – Biomecânica como disciplina universitária, aplicações práticas, modelagem matemática, instrumentação, simulação computacional

MÉTODOS E TÉCNICAS

Abordagens para a análise QUALITATIVA QUANTITATIVA PREDITIVA

Análise qualitativa “Observação sistemática e julgamento da qualidade do movimento humano, com o propósito de melhorar o desempenho” (Knudson e Morrison, 1997) observação avaliação

“Sistema Dartfish” sobreposição de imagens acompanhamento dos movimentos

Análise quantitativa aquisição de dados para avaliação Descrição prévia ou enquadramento lógico Aplicação do “modelo determinístico”

Dinamometria Célula de carga Dinamômetro isocinético Plataforma de força

Eletromiografia

Ultrassonografia

Cinemetria

Grandes áreas da Biomecânica Sistemas músculo-esqueléticos Estática Cinemática Dinâmica Cálculo de forças internas no aparelho locomotor Estudo da geometria do aparelho locomotor Mecânica muscular

Controle de movimento Interação do sistema nervoso com o aparelho locomotor Estratégias de controle do SNC Controle em malha aberta / malha fechada

Reabilitação Diagnóstico e reabilitação de pacientes Subsídios para indicação de tratamentos cirúrgicos e fisioterápicos Estimulação Elétrica Neuro-muscular Dispositivos de auxílio sensorial Biofeedback

Análise de Marcha Reabilitação da marcha. Próteses, órteses Teste de calçados

Biomecânica ortopédica Propriedades mecânicas dos materiais biológicos Biomecânica da fratura Biomecânica articular Implantes de fixação óssea

Biomecânica esportiva Desempenho atlético Fortalecimento e alongamento Fisiologia do exercício e gasto energético Calçados e equipamentos esportivos

Biomecânica computacional - Simulção do sistema músculo-esquelético Neuromecânica Teoria da elasticidade aplicada (grandes deformações, envelhecimento, cirurgia plástica)

Anybody, Opensim

Outros tópicos Ergonomia Segurança veicular Interação dinâmica homem-máquina Robótica de reabilitação Interações com a fisiologia muscular