Análisis Biomecánico de la Marcha

Dr. Carlos Arce G.

DMR-HNGAI-EsSalud

Lima – Perú (2009)

BIOMECANICA KINESIOLOGIA BIOMECANICA KINESIOLOGIA

Física MecánicaPropiedades

Materiales Biológicos

Movimientos Humanos Básicos

Movimientos Humanos Adaptados

PrótesisMarcha Carrera Salto Ortesis E.A.S.

ASW

Divisiones de la BiomecánicaDivisiones de la Biomecánica

BiomecánicaBiomecánica

BiologíaIngeniería

FísicaMedicina

Estática

Postura

Dinámica

Cinética Cinemática

MARCHA

Biomecánica AplicadaBiomecánica Aplicada

Mecánica Biomecánica Cinética Cinemática Baricentro Ciclo de la marcha

Mecánica Biomecánica Cinética Cinemática Baricentro Ciclo de la marcha

Mecánica: Ciencia que estudia el movimiento de los objetos materiales. Estática y Dinámica.Mecánica Dinámica: Cinética : Fuerzas que generan (cambian o detienen) el movimiento.

Cinemática : Descripción geométrica del movimiento en términos de desplazamiento, velocidad y aceleración.

Gowitzke, B; “Scientific Bases of human movement” . Waverly Inc. 1999.

Aspectos ConceptualesAspectos Conceptuales

Capacidad de observación

Análisis del movimiento y de la marcha

Software datos numéricos y gráficos estudio objetivode la marcha normal y patológica.

Estudio del Movimiento y de la Estudio del Movimiento y de la MarchaMarcha

“Glass Cage”

La marcha humana es un movimiento complejo y su análisis requiere de un modelo de representación del cuerpo humano a partir de un sistema de cuerpos articulados rígidos con diversos grados de libertad.

“Durante la marcha, mas de 1000 músculos están sincronizados para moverse sobre

200 huesos alrededor de 100 articulaciones” Prince et al.: Gait y Posture (1997)

La marcha normal bípeda es alcanzada mediante una

combinación compleja de componentes posturales

automáticos y voluntarios (volitivos) Requiere la estabilidad que proporcione soporte antigravitatorio del peso corporal, movilidad de los segmentos corporales y el control motor a la secuencia de múltiples segmentos mientras transfiere el peso del cuerpo de una extremidad a otra. Resultado progresión anterior c/ eficiente energía.

Sutherland D. Development of mature walking. Philadelphia: MacKeith Press, 1988

Aspectos ConceptualesAspectos Conceptuales

Estabilidad en la posición

vertical.

Mantenimiento de la

progresión.

Conservación de la energía.

Características de la Características de la MarchaMarcha

Estabilidad durante la marcha.

Paso libre del pie durante el balanceo.

Posición adecuada del pie para el CI.

Longitud adecuada del paso.

Conservación de la energía.

Requisitos de la Marcha Requisitos de la Marcha NormalNormal

Examen Clínico Examen Observacional Análisis de la Marcha

Cinética Cinemática EMG dinámica Gasto energético

Examen Clínico Examen Observacional Análisis de la Marcha

Cinética Cinemática EMG dinámica Gasto energético

Estudio de la MarchaEstudio de la Marcha

FrontalSagital Transversal

Laboratorio de MarchaLaboratorio de Marcha

Instrumental :

Electrogoniometros

Videocámaras

Acelerómetros

Giroscopios

Sist. marcadores 3D

Análisis observacional de la Análisis observacional de la MarchaMarcha

Longitud del paso

Longitud de la zancada

Cadencia

Velocidad

Base dinámica

Línea de progresión

Angulo del pie

Longitud del paso

Longitud de la zancada

Cadencia

Velocidad

Base dinámica


Angulo del pie

Dale Schuit’s NUPT Kinesiology lecture outline, (1996)

Parámetros Análisis de la Parámetros Análisis de la MarchaMarcha

PasoZancad

a

Longitud paso - zancada


Parámetros de la marcha

Longitud del pasoLongitud

de la zancada

Angulo del pie (toe out)

Base dinámica

MEAN STRIDE ANALYSIS VARIABLES

Males Females

Step Length (cm) 79 66

Stride Length (cm) 158 132

Cadence (steps/min) 117 (60-132) 117 (60-132)

Velocity (m/sec) 1.54 1.31

Walking Base (cm) 8.1 7.1

Foot angle 7 6

Values for men adapted from Murray, Drought, & Kory (1964). Values for women from Murray, Kory, & Sepic, (1970).

Baricentro

CENTRO DE GRAVEDAD

D

CGC

3”

CABEZA

Caderas

Hombros

Centro de Gravedad - Centro de Gravedad - BaricentroBaricentro

Transversal

Sagital

Frontal

X

z

y

CGCG

Modelo Tridimensional

de Steindler-Govaers

A

B

C

m1

m3

m2

G

Planos corporales - CGPlanos corporales - CG

Plano SagitalPlano Sagital

C.G

Baricentro – Polígono de Baricentro – Polígono de

sustentaciónsustentación

Excursión sinusoidal del baricentro

en los planos horizontal y vertical.

Excursión del BaricentroExcursión del Baricentro

Los músculos y las fuerzas de reacción del

suelo (FRS) proporcionan la potencia para el

movimiento. Los elementos óseos son los brazos de

palanca que aportan el medio para efectuar

éste movimiento. Las articulaciones actúan como charnelas

para permitir un rango de movimiento.

Los músculos y las fuerzas de reacción del

suelo (FRS) proporcionan la potencia para el

movimiento. Los elementos óseos son los brazos de

palanca que aportan el medio para efectuar

éste movimiento. Las articulaciones actúan como charnelas

para permitir un rango de movimiento.

Factores cinéticosFactores cinéticos

Durante la marcha los momentos son de 2 tipos:

Internos: F músculos, tendones y ligamentos.

Externos : F Fuerza de reacción del suelo y

peso de segmentos corporales.


Fuerzas de reacción del suelo (R)

Fuerzas aplicadas al suelo (F)

F=ma

F=mg

F r

Plataformas de fuerza evaluar el efecto de las fuerzas de reacción del suelo sobre el cuerpo (3ra ley de NEWTON)

Rodgers y Cavanagh (1984) Glossary of biomechanical terms, concepts, and

units.



Ground Reaction Force = Fuerzas de Reacción del Suelo


Ciclo de la marchaCiclo de la marcha

Fase de Apoyo (Stance phase)

Fase de Balanceo (Swing phase)

Ciclo de la marchaCiclo de la marcha

Contacto inicial Apoyo de talón

Respuesta a la carga

A.T →” pie plano”

Apoyo medio P.P → apoyo medio

Apoyo terminal Apoyo medio → despegue de talón

Pre-oscilacion Despegue talón → despegue hallux

Balanceo inicial Despegue hallux → aceleración temprana

Balanceo medio Aceleración → balanceo medio

Balanceo terminal Balanceo medio → desaceleración

Levangie and Norkin

Rancho los Amigos Enfoque tradicional

Terminología fases de la marchaTerminología fases de la marcha

Subfases del ciclo de la marchaSubfases del ciclo de la marcha

CICLOCICLO

APOYO BALANCEO

Descarga de peso

Apoyo monopodal

Avance de extremidad

Contacto inicial

Respuesta a la carga

Apoyo

medio

Pre Balanc

eo

Balanceo

inicial

Apoyo termin

al

Balanceo

medio

Balanceo final

Ciclo de la MarchaCiclo de la Marcha

Soderberg, G. (1986). Kinesiology: Application to Pathological Motion

Fases de la marchaFases de la marcha

DOBLE APOYO

APOYOMEDIO

DOBLE APOYO

C.G

Componentes de la fase de Componentes de la fase de apoyoapoyo

AA

RR

PP

AARR

PP

II GéneroIII Género

Sistema de PalancasSistema de Palancas

Sistema de Sistema de PalancasPalancas

STANCE

SWING

Sumario cinemática de la marchaSumario cinemática de la marcha

Cinemática de la Cinemática de la marchamarcha

Cinemática fase de Cinemática fase de apoyoapoyo

Cinemática fase Cinemática fase balanceobalanceo

Contacto Inicial (C.I.)

Momentos externos (F.R.S.)

Flexión del tobillo Flexión de la

cadera Momentos

internos (músculos)

Pretibiales. Cuadriceps. Isquiotibiales .

Abductores.

1 Cadence 6 Pelvica. Symmetrical a. Anterior or posterior tilt

b. Rhythmic b. Hikec. Level

2 Pain 7 Kneea. Where a. Flexion, extension

b. When b. Stability

3 Stride 8 Anklea. Dorsiflexion

b. Eversion, inversion

4 Shoulders 9 Foot

a. Dipping

b. Elevated, depressed, protracted, retracted

5 Trunk 10 Basea. Fixed deviation a. Stable/variable

Table 4. Gait: Major points of observation.

a. Even/uneven

a. Heelstrike

http://www.vard.org/mono/gait/malanga.htm

ASW 2005

Compare Two Conditions

Without Orthotics With Orthotics

Without Orthotics With Orthotics

Left Foot

Right Foot

High Pressure/Less Control

High Pressure/Less Control

Lower Pressure/More Control

Lower Pressure/More Control

Heel Toe

Heel Toe

Heel Toe

Heel Toe

[email protected]

[email protected]

http://www.arcesw.com

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