Publicação
Computational modelling of human lower limb for reproduction of walking dynamics with muscles: healthy and pathological cases
| Resumo: | A biomecânica do movimento compreende o estudo e análise do movimento realizado por seres vivos, quer seja para melhorar o seu desempenho ou prevenir e tratar lesões. O primeiro é amplamente aplicado ao estudo do desporto e ao auxílio prestado aos atletas para desempenhar um movimento pretendido. De modo a ajudar na prevenção e tratamento de lesões, a biomecânica visa providenciar conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos tecidos humanos, das cargas mecânicas a que eles estão sujeitos durante o movimento e de terapias relacionadas com prevenção e reabilitação. Atua no sentido de auxiliar na projeção estratégias de reabilitação e dispositivos médicos de assistência. Este trabalho compreende o uso de um modelo biomecânico do membro inferior humano previamente desenvolvido por Geyer & Herr (2010). O modelo inclui a reprodução dos sistemas esquelético, muscular e neuronal humanos com o objetivo de produzir o movimento do modelo. Esta abordagem foi utilizada para estudar eventos que ocorrem a nível articular, considerando, por exemplo, a amplitude de movimento e os torques produzidos, durante uma marcha fisiológica e patológica com lesão do ligamento anterior cruzado (LAC). Esta patologia está associada a atividades, tais como o basquetebol, envolvendo mudanças rápidas na direção combinadas com aceleração e desaceleração do corpo. Estas ações causam lesões do LAC e por vezes levam à sua rutura, provocando a necessidade de procedimentos de reabilitação e cirúrgicos para melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Para o modelo biomecânico saudável, considerando os ângulos das juntas, os resultados apresentam uma concordância muito boa com a literatura. Os dados cinéticos demonstram algumas semelhanças, bem como discrepâncias. O torque da articulação do tornozelo é o que mais se aproxima da literatura, enquanto que o torque da anca e do joelho apresentam diferenças tanto em magnitude (maior do que o esperado), como em forma. Os padrões de ativação muscular também apresentam diferenças quando comparados com a literatura. Sugestões são dadas para minimizar estas ocorrências. A implementação da patologia consistiu na diminuição do torque produzido pelos músculos (quadríceps e hamstrings) afetados pela lesão do ligamento anterior cruzado após reconstrução cirúrgica. A variável mais próxima da literatura é a força vertical de reação com o solo, enquanto que os restantes dados cinéticos diferem. Sugestões são dadas de forma a equivaler mais os resultados com a literatura. |
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| Autores principais: | Silva, Mariana Isabel dos Santos Rodrigues da |
| Assunto: | Biomecânica Modelo biomecânico Modelação muscular Patologia do joelho Ligamento anterior cruzado Biomechanics Biomechanical model Muscle modelling Knee pathology Anterior cruciate ligament injury |
| Ano: | 2018 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | inglês |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | A biomecânica do movimento compreende o estudo e análise do movimento realizado por seres vivos, quer seja para melhorar o seu desempenho ou prevenir e tratar lesões. O primeiro é amplamente aplicado ao estudo do desporto e ao auxílio prestado aos atletas para desempenhar um movimento pretendido. De modo a ajudar na prevenção e tratamento de lesões, a biomecânica visa providenciar conhecimento acerca das propriedades mecânicas dos tecidos humanos, das cargas mecânicas a que eles estão sujeitos durante o movimento e de terapias relacionadas com prevenção e reabilitação. Atua no sentido de auxiliar na projeção estratégias de reabilitação e dispositivos médicos de assistência. Este trabalho compreende o uso de um modelo biomecânico do membro inferior humano previamente desenvolvido por Geyer & Herr (2010). O modelo inclui a reprodução dos sistemas esquelético, muscular e neuronal humanos com o objetivo de produzir o movimento do modelo. Esta abordagem foi utilizada para estudar eventos que ocorrem a nível articular, considerando, por exemplo, a amplitude de movimento e os torques produzidos, durante uma marcha fisiológica e patológica com lesão do ligamento anterior cruzado (LAC). Esta patologia está associada a atividades, tais como o basquetebol, envolvendo mudanças rápidas na direção combinadas com aceleração e desaceleração do corpo. Estas ações causam lesões do LAC e por vezes levam à sua rutura, provocando a necessidade de procedimentos de reabilitação e cirúrgicos para melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Para o modelo biomecânico saudável, considerando os ângulos das juntas, os resultados apresentam uma concordância muito boa com a literatura. Os dados cinéticos demonstram algumas semelhanças, bem como discrepâncias. O torque da articulação do tornozelo é o que mais se aproxima da literatura, enquanto que o torque da anca e do joelho apresentam diferenças tanto em magnitude (maior do que o esperado), como em forma. Os padrões de ativação muscular também apresentam diferenças quando comparados com a literatura. Sugestões são dadas para minimizar estas ocorrências. A implementação da patologia consistiu na diminuição do torque produzido pelos músculos (quadríceps e hamstrings) afetados pela lesão do ligamento anterior cruzado após reconstrução cirúrgica. A variável mais próxima da literatura é a força vertical de reação com o solo, enquanto que os restantes dados cinéticos diferem. Sugestões são dadas de forma a equivaler mais os resultados com a literatura. |
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