PÂRGHIILE

În realizarea mişcării intervine acţiunea pârghiilor osoase. Contracţiile musculare determină deplasarea segmentelor osoase, energia musculară transformându-se în energie mecanică.

Segmentele osoase se comportă în acest caz, asemeni unor parghii.Asupra unei pârghii acţionează două forţe: forţa activă (Fa) şi forţa de

rezistenţă (Fr). Ele acţionează la diferite distanţe de punctul de sprijin (Ps). În cazul oaselor, axul de rotaţie (Ps) se află la nivelul articulaţiilor, forţa

activă este reprezentată de contracţiile musculare, iar forţa de rezistenţă de greutatea segmentelor sau a corpului.

Oasele corpului uman formează pârghii de gradul I, II şi III.

a. Pârghii de gradul I Punctul de sprijin este situat între punctele de aplicare ale forţei active

şi rezistenţei. Ambele forţe au acelaşi sens. Exemplu: articulaţia atlanto-occipitală:

- punet de sprijin = articulatia - forţa activă = contracţia musculaturii cefei - rezistenţa = greutatea capului

În cazul în care cele două braţe ale pârghiei sunt inegale, pentru asigurarea echilibrului asupra braţului scurt trebuie să acţioneze o forţă musculară mai mare. Astfel, la articulaţia atlanto-occipitală, braţul forţei este mai scurt decât braţul rezistenţei şi din această cauză muşchii cefei sunt mai puternici decât muşchii regiunii anterioare ai gâtului (care acţioneaza pe un braţ al pârghiei mai lung).

În corpul uman toate pârghiile de gradul I au braţe inegale.

b. Parghii de gradul IIAu punctul de sprijin la un capăt, forţa activă la celălalt capăt şi

rezistenţa între ele. Exemplu: articulaţia talo-crurală în poziţia "stând pe vârfuri". În acest

caz forţa activă şi rezistenţa au sensuri contrare.

c. Pârghii de gradul IIIAu punctul de sprijin la un capăt al pârghiei, rezistenţa la celălalt cap,

iar punctul de aplicare al forţei active se află între ele. Acest tip de pârghii este cel mai răspândit în corpul uman. Ele

realizează amplificarea mişcărilor în detrimentul forţei (scade). În cazul pârghiei de gradul III, cele două forţe au sensuri contrare.

1

Exemplu: articulaţia cotului : - punctul de sprijin = articulaţia cotului - forţa activă = contracţia muşchilor brahial şi biceps brahial - rezistenţa = greutatea antebraţului - mişcarea = flexia cotului

Studiul pârghiilor de gradul III din corpul uman arată că există pârghii de acest gen care sunt mobilizate de mai multe forţe, aplicate la diferite distanţe de punctul de sprijin. Rolul acestor forţe este acela de a interveni succesiv pe parcursul mişcării, asigurându-i o precizie mai mare.

Pentru menţinerea echilibrului, în poziţiile statice sunt utilizate pârghii care economisesc forţa, iar pentru efectuarea mişcărilor se folosesc pârghii de gradul III care realizeaăa amplificarea mişcărilor şi se caracterizează prin viteză şi precizie

ALERGAREA

Generalităţi Alergarea este o mişcare ce constă în trecerea succesivă a unui membru

inferior înaintea celuilalt, sprijinul efectuandu-se numai pe un singur picior. Alergarea ajută la deplasarea mai rapidă a corpului omenesc. Spre deosebire de mers, ea nu prezintă perioade de dublu sprijin,

înaintarea făcându-se prin mici sărituri, separate între ele prin perioade de sprijin unilateral.

Ca şi în mers şi în alergare, centrul de greutate al corpului suferă o deplasare în realizarea căreia intervin aceleaşi trei forţe: forţa musculară (F), la care se adaugă şi rezistenţa podelei, greutatea corpului (G) şi rezistenţa aerului (A).

Dacă viteza este constantă, aceste trei forţe se menţin în echilibru. Greutatea corpului acţionează în jos, rezistenţa aerului acţionează

orizontal, în sens opus direcţiei de alergare. Rezultanta (R), indică valoarea ce trebuie să o aibă forţa musculară,

pentru a realiza deplasarea. Dacă viteza scade şi rezistenţa aerului se micşorează, forţa musculară

va acţiona pe o direcţie mai puţin înclinată şi va avea o valoare mai mică. Dacă viteza de deplasare creşte, rezistenţa aerului va creşte şi ea, ceea

ce atrage o mărire a rezultantei. Forţa musculară va trebui să acţioneze pe o direcţie mai înclinată şi va

avea o valoare mai mare.

2

Centrul de greutate nu se deplasează rectiliniu, ci sinusoidal. În momentul în care membrul inferior posterior se extinde, forţa musculară deplasează centrul de greutate în sus şi înainte.

Când acţiunea forţei musculare se epuizează, centrul de greutate, datorită inerţiei, îşi continuă deplasarea înainte dar coboară.

În prima fază a momentului de sprijin pe membrul inferior anterior, el continuă să coboare, apoi o dată cu extensia membrului anterior, centrul de greutate începe iar să se ridice.

În afara acestor deplasări verticale. centrul de greutate se deplasează şi lateral.

Propulsia succesivă a membrelor inferioare îndreaptă centrul de greutate, când într-o parte, când în cealaltă.

Rezultă din cele enunţate anterior, că distanţa parcursă de corp în alergare nu corespunde lungimii traiectoriei parcurse de centrul lui de greutate, care este întotdeauna mai lungă.

Lungimea traiectoriei centrului de greutate este cu atât mai lungă, cu cât tehnica de alergare este mai deficitară.

Fazele alergării Alergarea este compusă din două faze:

- faza de sprijin unilateral - fuleul

A. Perioada de sprijin unilateral începe în momentul în care membrul inferior ia contact cu solul şi se termină în momentul în care membrul inferior se desprinde de sol. Această perioadă se împarte în cinci faze:

- debutul sprijinului- cursa membrului inferior pendulant spre momentul verticalei- momentul verticalei (membrul inferior pendulant ajunge în dreptul membrului inferior de sprijin)- cursa membrului inferior pendulant după momentul verticalei- sfârşitul sprijinului1.

1. Debutul sprijinului. Reprezintă momentul contactului membrului inferior anterior cu

solul. Membrul inferior de sprijin acţionează ca un lanţ cinematic închis. Pentru menţinerea greutăţii corpului, prin contracţia izometrică a tractului iliotibial şi a muşchilor coapsei, membrul inferior, devenit de sprijin, formează o coloană rigidă care împinge capul femural în cavitatea

3

acetabulară. Mişcarea şoldului şi în parte a genunchiului, este frânată, în timp ce contracţia tensorului fasciei lata şi a muşchiului fesier mare, fixează bazinul. Contracţia muşchiului triceps sural opreşte căderea gambei înainte. Bazinul, coapsa şi genunchiul fiind blocate, întreaga forţă de presiune se transmite bolţii plantare. Cum muşchiului tibial anterior, îi revine rolul cel mai important în susţinerea bolţii plantare, solicitarea lui e foarte mare.

2. Cursa membrului inferior pendulant spre momentul verticalei. Odată fixat membrul inferior de sprijin începe înaintarea membrului

inferior pendulant care ajunge în dreptul membrului inferior de sprijin, realizându-se "momentul verticalei".

Cursa membrului inferior pendulant spre momentul verticalei, reprezintă "faza de sprijin - frecare". Membrul inferior de sprijin suportă şi amortizează şocul căderii corpului pe sol, prin intrarea în acţiune a lanţului triplei extensii. Centrul de greutate se apropie de sol.

3. Momentul verticalei. În această poziţie, centrul de greutate se gaseşte în punctul cel mai

apropiat de sol, şoldul, genunchiul şi glezna fiind uşor flectate. 4. Cursa membrului inferior pendulant după momentul verticalei. Reprezintă "faza de sprijin - propulsie". Membrul inferior de sprijin

începe să se extindă, în timp ce genunchiul membrului inferior pendulant este proiectat înainte şi în sus.

Extensia membrului inferior de sprijin este o mişcare complexă, compusă dintr-o serie de mişcări secundare: flexia plantară a piciorului, flexia gambei pe coapsă şi a coapsei pe bazin. Ca şi la mişcarea de mers, flexia plantară a piciorului se realizează la începutul mişcării, după principiul unei pârghii de gradul II, sprijinul fiind reprezentat de vârful piciorului, rezistenţa fiind reprezentată de greutatea corpului iar forţa fiind reprezentată de contracţia muşchiului triceps sural.

Odată ridicat pe vârfuri, corpul se înclină înainte, deplasandu-se înaintea centrului de greutate. În acest caz, rezistenţa trece de cealaltă parte a punctului de sprijin, ceea ce duce la formarea unei pârghii de gradul I (FSR). Flexia plantară este urmată de extensia gambei pe coapsă şi a coapsei pe bazin. Mişcarea membrului inferior pendulant, care este semiflectat din genunchi, se realizează prin semiflectarea coapsei pe bazin. Ea are loc în articulaţia şoldului, în jurul unui ax biomecanic ce trece prin vârful marelui trohanter şi prin centrul cavităţii acetabulare. Flexia coapsei pe bazin se face numai până la 90°. În acest moment, genunchiul se află în poziţia cea mai anterioară posibilă. Extensia genunchiului nu se face în mod activ, prin contracţie musculară, ci datorită greutăţii gambei şi inerţiei ei. Muşchii intervin numai pentru a frâna această mişcare la momentul optim.

4

5. Sfârşitul sprijinului. Extensia completă a membrului inferior de sprijin se termină prin

contracţia muşchilor ce produc flexia degetelor piciorului, în articulaţiile metatarso-falangiene. Ca şi la mers, halucele începe să acţioneze ca pârghie de gradul III (SFR), dar în ultima fază, rezistenţa (R) trece înaintea punctului de sprijin (S) şi începe să acţioneze ca o pârghie de gradul I (RSF). B. Fuleul

Datorită forţei de propulsie corpul este proiectat înainte şi în sus, apoi revine pe sol atras de forţa de gravitaţie.

Momentul în care ambele picioare nu ating solul poartă numele de fuleu. Fuleul poate fi asemănat cu o mică săritură.

Fuleul va fi cu atât mai mare cu cât membrul inferior pendulant se va mişca cu o amplitudine mai mare în articulaţia şoldului, cu cât gamba va pendula spre un unghi mai favorabil de atac al solului şi cu cât forţa de extensie a membrului inferior de sprijin, va fi mai mare.

ECHILIBRUL STATO-KINETIC

Mersul, definit „ca deplasarea, mişcarea dintr-un loc în altul” sau „deprinderea motrice prin care se realizează în mod obişnuit locomoţia corpului omenesc”, este o activitate în măsură să tulbure mai mult coordonarea decît ortostatismul, atît din cauza implicării mai multor muşchi într-o acţiune alter-nativă sau sinergică, cît şi din cauza succesiunii unor mecanisme reflexe com-plexe, posturale şi kinetice.

Mecanismul principal prin care se realizează mersul este mişcarea alternativă şi constantă a membrelor inferioare, care îşi asumă pe rând funcţia de suport şi de propulsor, mecanism definit de Holmes ca „o cădere continuă, cu ridicare proprie continuă”.

În deplasare, corpul omenesc, considerat ca un mobil, este supus mai multor forţe care acţionează asupra centrului de greutate al său: forţe externe (gravitatea ce tinde să tragă în jos corpul, rezistenţa aerului dm faţă) şi forţe interne (contracţia musculară şi sistemul de pîrghii osteo-articulare) ultimele fiind mai puternice decât primele.

Odată declanşată mişcarea de mers, forţei musculare i se adaugă inerţia şi viteza de propulsie, care pot suplini, până la un punct, contracţia musculară (factori mecanici la care se poate apela în programul de reeducare a mersului la bolnavii cu deficienţe musculare).

5

Mersul normal drept înainte, deşi este considerat ca o deplasare pe o linie de progresie imaginară, cea mai scurtă dintre două puncte, prezintă o serie de oscilaţii în sens vertical (ridicări ale corpului, în timp ce membrul inferior pendulant execută faza posterioară a coborârii, iar membrul inferior pendulant execută pasul următor, cu un maxim în momentul verticalei şi cu un minim în perioadele de sprijin bilateral), oscilaţii transversale (înclinări alternative ale trunchiului spre partea membrului de sprijin, ce ating maximum în momentul verticalei şi care au ca scop apropierea centrului de greutate de interiorul poligonului de susţinere) şi oscilaţii longitudinale (înclinările posterioare ale trunchiului în faza posterioară a perioadei de sprijin unilateral).

În afară de aceste oscilaţii, bazinul prezintă şi o mişcare de rotaţie în jurul unei axe verticale (de 4° de fiecare parte), precum şi una în jurul unei axe antero-posterioare (de 5°), fapt ce face ca înregistrarea traiectoriei centrului de greutate din timpul mersului să fie alcătuită dintr-o linie sinuoasă şi una rectilinie, ca şi cum corpul omenesc nu s-ar înfige, ci s-ar înşumba în spaţiu.

Deşi nou-născutul nu poate merge nesusţinut, el posedă de timpuriu toate automatismele mersului, neputînd merge însă până ce reflexele de menţinere a ortostatismului şi de reglare a echilibrului nu sunt dezvoltate şi stabilizate. Coordonarea mersului este obţinută progresiv prin încercări repetate şi corectarea unor greşeli continue, începând cu coordonarea voluntară de origine corticală şi apoi devenind din ce în ce mai utile informaţiile senzoriale şi vi-zuale, pentru ca în final să asistăm la transformarea rapidă a mersului într-o succesiune de mişcări automate.

Atenţia şi voinţa nu sunt necesare decît pentru începerea şi oprirea mersului normal, scoarţa neintervenind în mers, exceptând elaborarea ordi-nelor. Deoarece atît animalele hemisferectomizate cît şi cele talamice pot merge normal, s-a emis ipoteza implicării în mers a structurilor mezencefalice.

Numai atunci când există informaţii anormale sau fluxul informaţio-nal de la nivelul proprioceptorilor, exteroceptorilor sau receptorilor de distanţă se modifică potrivit unor condiţii schimbate în funcţie de momentul respectiv, centrii superiori sunt implicaţi să regleze şi să coordoneze ordinea şi secvenţa mişcărilor, astfel încât să asigure coordonarea temporo-spaţială adecvată condiţiilor respective.

De exemplu, atunci când un individ părăşeşte suprafaţa plană şi în-cepe să meargă pe un teren denivelat, văzul, starea de conştienţă, sensibilitatea profundă inconştientă şi stimulii labirintici informează rapid

6

cortexul cerebral şi cerebelul despre schimbarea survenită şi, ca urmare, mecanismul reflex al mersului începe să se modifice printr-o adaptare a tonusului şi prin intervenţia unor noi mecanisme ale coordonării adecvate noilor condiţii.

ANALIZA CALITATIVĂ A MIŞCĂRII

Scopul analizeiAnaliza mişcării este justificată de interesul pentru creşterea

performanţei motrice umane, în general, şi de îmbunătăţirea tehnicii sportive, în special. Un alt interes al analizei mişcării este optimizarea refacerii, recuperării sau ameliorării motricităţii umane în cazuri patologice congenitale, ampuţii, paralizii, în urma traumatismelor accidentale, disfuncţii acute, etc.

Analiza mişcării este doar o fază a procesului de îmbunătăţire a performanţei sau de ameliorare a deficienţelor de motricitate, fază ce vizează direct identificarea unor difereţe sistematice. Alte faze implică :

- interpretarea- implementare- corecţia dinamică - reevaluarea

Analiza mişcării biomecanice poate fi calitativă sau cantitativă, simpla sau complexă,etc.

Analiza este, prin definiţie, un acţiune practică de desfacere în părţi componente a unui întreg, prin care se obţin informaţii semnifictive ce îmbogăţesc fondul de know-how.

Analiza nu inventează, ci descoperă, iar ulterior justifică sau critică, rămânând pe seama altor metode raţionale de cunoaştere să valorifice concluziile ei.

De regulă, atunci când este vorba de performanţă, se aleg drept repere tehnicile aşa-zis consacrate, care, iniţial, s-au impus ca stiluri. În fond, ele sunt combinaţii logice de mişcări, cu succesiuni şi simultaneităţi precise.

Când este vorba de ameliorarea mişcării, precum în kinetoterapie, reperele sunt mişcări caracterizate ca fiind normale şi naturale. Analiza biomecanică calitativă a mişcării

Prima obligaţie a celui care demarează analiza biomecanică a oricărei mişcări este aceea de a o încadra într-una din clasele mari de mişcări şi de a

7

o descrie în limbajul convenţional, astfel încât ea să poată fi identificată fără echivoc.

De exemplu, mişcările simple pot fi încadrate ca fiind de translaţie, de rotaţie sau elicoidale, pot fi ciclice sau aciclice, pot fi descrise în termeni de bază, cum ar fi flexie, extensie, adductie, abducţie, pot fi raportate la planurile de referinţă - sagital, frontal, transversal etc.

Tendinţa modernă în analiza biomecanică este aceea de descompunere, chiar de la început, a mişcărilor complexe în sucesiuni de mişcări simple.

Analiza biomecanică calitativă a mişcării (indiferent dacă este simplă sau complexă), începe cu observarea repetată şi atentă a mişcării, urmând apoi constatarea diferenţelor de poziţie sau de mişcare faţă de un reper convenţional (modelul campionului, normalitatea statistică, mişcarea fizologică articulară, etc.).

Observarea în biomecanică are un caracter ştiinţific doar în măsura în care se bazează pe documentarea vizuală, adică pe înregistrări video şi pe procesarea imaginilor (astfel încât mişcarea să poată fi încetinită, eventual stopată). Sunt cunoscute nenumărate softuri de procesare a imaginilor selecţionate din mişcarea înregistrată, softuri deosebit de confortabile şi prietenoase în manevrare. Cele mai multe provin din sfera comercială a procesării de imagini pentru confecţionarea jocurilor electronice, filmelor de desene animate, de ficţiune şi din robotica.

Procedeele de înregistrare sunt, de regulă, cele cu senzori sau markeri reflectorizanţi montaţi pe segmentele corporale, iar procesarea şi confecţionarea siluetelor este computerizată.

Tehnologia de procesare a ajuns la un asemenea nivel, încât siluetele par a fi naturale, iar mişcarea este atât de firească şi continuă, încât cu greu poate fi deosebită de o filmare clasică.

Ocupându-ne doar de teoria analizei, vom extrage numai conceptele metodelor de înregistrare şi procesare de imagini, concepte care pot fi rezumate astfel:

- Fie de la început, fie după câteva vizualizări ale înregistrărilor, se identifică segmentele şi punctele interesate în analiză;

- Succesiunea imaginilor în observarea ştiinţifică repetată trebuie redusă uneori până la întruperea temporară (stop cadru), în scopul sesizării diferenţelor longitudinale (în timp) sau transversale (în spaţiu, de la o înregistrare la alta, de la un subiect la altul);

- Viteza de succesiune a imaginilor în observarea ştiinţifică repetată trebuie mărită, în scopul memorării în analizatorul vizual a

8

traiectoriilor segmentelor sau punctelor interesante în analiza tehnică a mişcării;

- Interpretarea diferenţelor de poziţie (prin succesiune redusă) sau de mişcare (prin viteza de succesiune marită) se face întotdeauna, în analiza calitativă, comparativ şi relativ.

Pe scurt, interesul analizei determină viteza succesiunii imaginilor analizate.

În mod paradoxal, datorită tehnicii avansate de computerizare, analiza calitativă complexă este mult mai sigură şi eficientă decât cea simplă. Par a fi necesare unele recomandări şi explicaţii la paşii algoritmici, după cum urmează:

1. Înregistrarea mişcărilor plane, de preferinţă cu camera video digitala, se va face de la o distanţă cunoscută, perpendiculara pe direcţia mişcării. În cazul mişcărilor spaţiale, înregistrările se vor face din două sau chiar trei direcţii.

2. Achiziţia de către computer depinde de tehnica adoptată. Singura cerinţă se referă la frecvenţa cadrelor preluate.

3. Procesarea imaginilor, în cazul cel mai eficient, se face automat, stabilindu-se punctele ale caror traiectorii trebuie urmărite, altminteri acestea se marchează manual pe fiecare cadru. După cum am menţionat mai sus, sunt accesibile, softuri specializate care pot calcula şi afişa automat momentele semnificative ale unei mişcări complexe (tehnici de execuţie), momente necesare analizei calitative.

De regulă, momentele semnificative sunt următoarele:- schimbările de sens ale mişcării (vitezele nule)- punctele de vârf ale vitezei (acceleraţii nule)- unghiurile relative (dintre două articulaţii)- distanţele relative (dintre două segmente)

Într-o mişcare de alergare, de exemplu, momentele semnificative ale analizei calitative se referă la poziţia genunchiului şi a gleznei piciorului opus celui aflat în propulsia finală, la poziţia coatelor, la unghiul sub care se face atacul solului cu piciorul, etc.

Reperele sunt empirice (fără ca aceasta să fie o critică), însemnând că alegem un model de mişcare pe care-l etichetăm aprioric ca fiind convenabil. În cazul sportului de performanţă, reperele sunt tehnicile validate ale campionilor, iar în cazul terapiilor prin mişcare, reperele sunt mişcările statistic normale. În cazul locomoţiei, mersul normal este un astfel de model.

Diferenţele faţă de aceste repere, se interpretează numai în cazul când acestea sunt semnificative, altminteri nu sunt comentabile. Ele se atribuie

9

unor factori sistematici, cunoscuţi în limbajul comun, ca greşeli tehnice de execuţie (sportivă) sau mişcări patologice.

Implementarea concluziilor analizei trebuie să aibă în vedere faptul că atingerea scopului, de regulă eficientizarea mişcării, se coroborează, de la caz la caz, cu pregătirea specifică şi specială, cu tactica şi strategia, cu factorii de mediu, sociali etc. De fapt, vrem să acentuăm ideea, încă o dată, că nu se poate lega analiza mişcării biomecanice direct de scopul ei.

10