Bioengineering presentation on walking analysis

1. ANALIZA
MERSULUI

2. ANALIZA MERSULUI
Analiza mersului este studiul calitativ si interpretativ al
locomotiei umane
Ortopedie
Reconstructie articulara
Inlocuirea articulatiei (endoprotezare)
Paralizie cerebrala
Exoprotezare
Design si montaj
Evaluarea calitatii exoprotezei
Reeducarea mersului
Medicina sportiva
Disfunctionalitati in mers/alergare
Evaluarea ortopedica a membrului inferior
Evaluarea unei activitati functionale
Neurologie
Calitatea miscarii
Leziuni cerebrale
Boli neuromusculare
Geriatrie
Artrite/artroze
Boala Parkinson
Evaluarea activitatii zilnice
Aplicatii ale
Analizei
mersului

3. 1. Parametri temporo-spatiali – viteza, cadenta,
lungimea pasului, miscarea corpului in spatiu
fara a face referiri la forte
2. Fortele implicate in producerea acestui tip de
miscare
3. Electromiografie – identificarea unor tipare a
activitatii musculare in timpul mersului
Analiza mersului presupune masurarea
urmatorilor parametri:

4. 1. Parametri temporo-spatiali
Fazele pasului dublu sunt urmatoarele:
Faza de sprijin:
Faza I sau faza de amortizare (faza de călcâi) începe
din momentul în care piciorul posterior ia contactul cu
solul prin călcâi și durează până la momentul vertical.
Faza a II-a sau momentul verticalei piciorului de sprijin
(faza de rulaj) – corpul trece un timp foarte scurt prin
aceasta poziție, fiind sprijinit pe un singur picior.
În acest moment corpul are înaltimea maximă, iar
centrul de masă este ușor deplasat lateral, către piciorul
de sprijin, pentru menținerea echilibrului
Faza a III-a sau faza de impulsie (faza de vârf) începe
imediat după trecerea corpului prin momentul verticalei
piciorului de sprijin și durează până la desprinderea de
pe sol a acestuia.

5. Faza de pendulare
Faza a IV-a sau pasul posterior al piciorului oscilant –
se execută liber ca oscilație în articulația coxofemurală,
concomitent cu o ușoară flexie în genunchi și o ușoară
flexie dorsală în articulația talocrurală; flexia de
genunchi și cea talocrurală au ca scop realizarea unei
ușoare scurtări a membrului inferior care oscilează,
înlesnind astfel mișcarea, mai ales în momentul trecerii
la verticală.
Faza a V-a sau momentul verticalei piciorului oscilant –
piciorul oscilant trece ușor flectat la verticală,
încrucișându-se cu piciorul de sprijin, aflat, de
asemenea, la momentul verticalei.
Faza a VI-a sau pasul anterior al piciorului oscilant, care
oscilează de la verticală către înainte, pregătindu-se să
ia contact cu solul, adică să înceapa un nou ciclu al
pasului dublu.

6. Deplasarea (oscilația) pe verticală a centrului de
greutate cu:
- maximul în timpul fazei de rulaj (momentul
verticalei piciorului de sprijin;)
- minimul în timpul suportului dublu (concomitența
fazei de călcâi pentru un picior și a fazei de vârf
pentru celalalt picior).

7. Pelvisul se înclina înspre în jos (oblic)
pentru a crește lungimea efectivă a
pasului între momentul contactului cu
calcâiul și cel al desprinderii de pe sol
al vârfului piciorului.
Bazinul se înclină în jos și lateral către
membrul inferior care se află în faza de
oscilare, ceea ce înseamnă rotație în
jurul unei axe anterio-posterioare.
Acolo unde acest lucru nu este posibil
(de exemplu, prin leziuni), sunt
evidente atât absența înclinării pelvine
cât și mișcări pronunțate ale corpului
superior (mișcări compensatorii).

8.  Pelvisul se rotește anterior la faza de
călcâi și posterior la faza vârf pentru a
crește lungimea efectivă a piciorului în
aceste momente.
 Aceasră rotație în jurul unei axe
verticale permite realizarea unei
anumite lungimi a pasului cu o cursă
verticală mai mică a trunchiului.
 Alternativ, se pot realiza lungimi mai
mari ale pașilor pentru aceeași
mișcare verticală.

9. În timpul fazei de pășire are loc o mica flexie
a genunchiului prin care centrul de greutate
este coborât.
 Pe măsură ce articulația șoldului trece
peste picior (pe deasupra piciorului) în
timpul fazei de sprijin, există o oarecare
flexie a genunchiului.
 Acest lucru reduce mișcările verticale la
nivelul șoldului și, prin urmare, ale
trunchiului și capului – consum mai mic de
energie.

10.  Glezna este ușor dorsiflexată la la
faza de călcâi și plantară-flexată la
faza de vârf.
 Ambele acțiuni măresc lungimea
pasului – modelul pendulului
inversat.

11. În ultima parte a fazei de sprijin, flexia
antepiciorului servește la creșterea
lungimii efective a pârghiei piciorului.
Acest lucru este îmbunătățit și de
flexia plantară la nivelul gleznei.

12.  Se produce prin abducția-adducția
șoldului realizându-se, astfel, o
bază de mers îngustă, adică
picioarele sunt mai apropiate decât
șoldurile.
 Prin urmare, se folosește mai
puțină energie prin mutarea șoldul
dintr-o parte în alta (este necesară
mai puțină mișcare laterală pentru a
echilibra corpul).
 Activat și maximizat de angulația
valgusului la genunchi

13. Rotația transversală a segmentelor piciorului
Membrul inferior este lungit prin rotație externă și scurtat prin rotație internă.

14. În picior, aceste rotații sunt facilitate de efectul de convertor de moment:
• prin care pronația la contactul calcâiului cu solul este convertită în rotație
tibială internă (și, in consecință, femurală)
• iar rotația externă a femurului la desprinderea vârfului piciorului de sol este
convertită în supinație a retropiciorului.
Aceste acțiuni sunt o consecința
a orientării axelor de la nivelul
articulațiilor talo-crurala și
talo-cacaneala (subtalara).

15. La faza de impact a călcâiului cu solul:
• articulația gleznei este într-o poziție ușor flectată plantar;
• bolta plantară suferă o extensie până la piciorul plat (pentru a maximiza contactul
cu solul);
• de la faza de impact (călcâi) până chiar înainte de piciorul plat, tibia se rotește
medial;
• pe măsură ce flexia gleznei crește, antepiciorul se deplasează medial (adducție);
• doesiflexia gleznei determină pronația la nivelul articulației subtalare și, implicit,
pronația calcaneului.
Acest lucru se datorează faptului că greutatea corporală este transmisă medial pe axa
articulației gleznei.
În timpul pronației, axa calcaneocuboidului și talonavicular sunt paralele, ceea ce
deblochează articulația pentru a crea un antepicior hiper-mobil.

16. În sprijinul terminal, tibia se rotește în exterior. Aceste forțe de rotație determină:
• supinația piciorului
• mărirea stabilitatea la nivelul articulației tarsale transversale și de-a lungul arcului
longitudinal al piciorului.
• supinația face ca ambele axe articulare (gleznă și subtalară) să fie convergente,
ceea ce blochează articulația tarsială și
• crește stabilitatea articulației tarsiale transversale.
• după ridicarea călcâiului, articulația gleznei suferă flexie plantară determinând
flexia dorsală a articulației metatarsofalangiene.
Aponevroza plantară se contractă și ridică arcadele longitudinale prin efectul său de
troliu asupra capetelor metatarsiene care mărește stabilitatea piciorului.
Piciorul este foarte stabil în acest moment și este pregătit pentru balans.

17. Determinarea reacţiunii din partea solului
Platforma dinamometrica
Inregistreaza atat fortele verticale si orizontale
cat si momentele care apar pe cele trei axe.

18. Contact inițial (faza de călcâi)
Funcționarea mușchilor
• Șoldul este stabilizat prin acțiunea muschilor extensori, în speta mușchii ischiogambieri și mușchii
gluteus maximus;
• Genunchiul este stabilizat prin contracția simultană a mușchilor cvadriceps și ischiogambieri;
• Mușchii peritibiali (soleus și tibial anterior), poziționeaza glezna în dorsiflexie pentru contactul
inițial.
Flexie
Extensie
Ușoară dorsiflexie
ACȚIUNEA MUȘCHILOR ÎN TIPMUL MERSULUI

19. Contactul initial si verticala membrului inferior (faza de calcai – faza de rulaj)
Funcționarea mușchilor
• Mușchii abductori stabilizeaza pelvisul în plan frontal;
• Mușchii extensori contrabalansează flexia trunchiului şi flexia pasivă a şoldului;
• Muşchii cvadriceps controlează flexia pasivă a genunchiului şi asigură preluarea şocurilor;
• Mușchii tibiali anterior şi posterior deccelerează mişcarea de pronaţie a retropiciorului.
Flexie
Flexie
Flexie plantară

20. Verticala membrului inferior (faza de rulaj)
Funcționarea mușchilor
• Muschii abductori continuă să stabilizeze pelvisul în plan frontal;
• Muşchii cvadriceps anulează tendinţa de flexie a genunchiului până când proiecţia centrului de
greutate trece de aria de sprijin, după care, devin inactivi;
• Muschii soleus şi gastrocnemius controlează mişcarea de înaintare a tibiei.
Extensie
Extensie
Dorsiflexie

21. Verticala membrului inferior – desprinderea călcâiului de sol
Funcționarea mușchilor
• Muschii flexori (iliopsoas) opun rezistență tendinței de hiperextensie pasivă a şoldului;
• Muşchii tensor fascia lata acționeaza în sensul anulării balansului pelvisului;
• Muşchii ischiogambieri au o activitate minimă;
• Muşchii extensori ai gleznei se opun alunecării anterioare a tibiei şi contribuie la ridicarea călcâiului printr-o
tensiune pasivă (elasticitate musculară).
Uşoară
flexie
Extensie
Flexie

22. Desprinderea plantei de sol – pendularea iniţială
Funcționarea mușchilor
• Flexia femurului este datorată gravitaţiei şi uşurată de muşchii drept femural şi gluteus minimus
(elasticitate musculară);
• Muşchii abductori stabilizează trecerea greutăţii pe celălalt picior;
• Muşchiul drept femural restricţionează flexia rapidă a genunchiului;
• Mușchiul triceps sural generează o ușoară extensie a gleznei.
Flexie
Flexie
Extensie

23. Pendularea iniţială
Funcționarea mușchilor
• Flexia femurului este dată de flexorii şoldului;
• Muşchii adductori aduc membrul inferior pe linia mediană;
• Muşchiul tibial anterior iniţiază dorsiflexia pentru evitarea contactului antepiciorului cu solul.
Flexie uşoară
Flexie
Extensie

24. Pendularea medie - pendularea finală
Funcționarea mușchilor
• Flexia femurului este dată de flexorii şoldului şi de acţiunea momentului de inertie al femurului;
• Muşchii ischiogambieri au rol în decelerarea extensiei genunchiului dată de momentul de inerție
în sensul rotației tibiei;
• Muşchii tibiali anteriori se contractă concentric pentru menţinerea piciorului în poziţie de flexie
zero.
Flexie
Flexie
Neutru

25. Pendularea finală - contact inițial
Funcționarea mușchilor
• Muşchii ischiogambieri continuă decelerarea mişcării de inertie (flexie) a șoldului;
• Muşchii cvadriceps femural se contractă pentru extensia genunchiului în vederea contactului călcâiului cu
solul;
• Muşchii tibiali anteriori se contractă pentru mentinerea pozitiei de flexie zero a gleznei în vederea contactului
călcâiului cu solul.
Flexie
Uşoară dorsiflexie
Extensie