Master Anul I BFKT 2014

Trecerea de la mers la alergat se face in jurul vitezei de 2 m/s;

dispare perioada de dublu sprijin

apare faza de zbor;

Pentru sportivi, obiectivul ramane imbunatatirea performantei;

Pentru alte categorii: mentinerea sau imbunatatirea starii de sanatate si de fitness

Biomecanica ofera un sprijin important in gasirea explicatiilor diferitelor moduri de alergare

Studiile au aratat ca intre 50 si 80% dintre alergatori sunt accidentati in fiecare an.

Influenta vitezei de alergare

Majoritatea masuratorilor biomecanice sunt influentate de viteza;

Compararea datelor biomecanice intre persoane si diverse afectiuni se face numai la aceeasi viteza de alergare

Influenta antropometriei

Datele antropometrice ale unui alergator pot influenta biomecanica alergarii.

Lutter (1985) a scris ca din3500 de alergatori accidentati consultati, pe o perioada de 7 ani, intr-o clinica sportiva, numai 10% au avut picioare considerate a fi optime biomecanic

James et al. (1978) au gasit ca doar 22% of din180 de sportivi/pacienti aveau o aliniere neutra a postpiciorului, 58% fiind pronatori si

20% supinatori.

Caz patologic: Pes valgus

Cand piciorul este in mers sau alergare trece prin mai multe secvente de miscare.

In cazul ideal, la contactul cu solul se inclina spre interior (pronatie) iar bolta plantara se aplatizeaza, pentru a absorbi socul contactului.

In continuarea miscarii, piciorul se inclina la loc, in pozitia neutra, permitand impingerea cu degetele.

Alte studii au aratat influenta ghetelor de sport asupra pronatiei postpiciorului si asupra performantelor;

(Nawoczenski et al. 1998),

Femeile au un pelvis mai larg si un unghi quadriceps (Q) mai mare, fiind mai expuse la anumite accidentari.

(Atwater 1990; Messier et al.

1991)

ASIS=spina iliaca antero-superioara

Se traseaza o linie prin ASIS ( spina

iliaca anterosuperioara) si mijlocul

patelei

A doua linie trece prin mijlocul patelei si

prin tuberculul tibial ( tuberozitate

tibiala)

Messier et al. (1991) au gasit o relatie intre unghiul Q si durerea patelo-femurala dar si ca relatia era similara in unele cazuri atat pentru barbati cat si pentru femei.

Conform (Agliettis et. al. Clin. Ortho 1983): la barbati: unghiul Q = 14 grade (+/- 3) la femei: unghiul Q = 17 grade (+/- 3)

Depinde de inaltime; la h mare, Q mic

Mai multe cercetari au examinat diferentele dintre alergarea pe covorul rulant si alergarea pe teren;

Rezultatele sunt in mare parte contradictorii dar concorda in ceea ce priveste prezentarea diferentelor (van Ingen Schenau 1980; Nigg et

al.1995).

Nigg et al. (1995) au concluzionat ca evaluarea cinematicii alergarii, pe covorul rulant, duce la concluzii inadecvate daca se refera la si la alergarea pe teren.

Cinematica implica masuratori utilizate la identificarea diferentelor dintre alergatori sau grupe de alergatori.

Cele mai utilizate date cinematice sunt despre distanta, viteza si acceleratia segmentelor anatomice precum si date despre centrul de greutate.

Ciclul de mers (CM) este o marime des studiata. Reprezinta distanta dintre doua contacte succesive ale aceluiasi picior cu solul.

Lungimea pasului (LP) se refera la distanta dintre doua contacte succesive stang-drept.

Viteza alergarii depinde de LP si frecventa pasului (FP in Hz):

V = LP FP.

Viteza in functie de pas si

frecventa

Lungimea pasului este adesea pusa in legatura cu lungimea piciorului.

Multe studii au aratat ca aceasta legatura nu este semnificativa in cazul alergarilor de distanta.

(Cavanagh & Kram 1989)

Inversiunea gleznei cand piciorul se sprijina pe toata talpa a fost studiata intensiv in alergarile de distanta ca urmare a accidentarilor legate de pronatia fata de articulatia subtalara

(Engsberg1996; Nawoczenski et al. 1998),

Unghiurile piciorului si calcaiului in

faza de sprijin.

Alergarea cu pasi mari duce la reducerea pronatiei (Williams & Ziff 1991).

Exista o legatura intre forma boltii plantare si gradul de pronatie:

Un picior plat efectueaza o pronatie mai accentuata

Un picior cu o bolta plantara pronuntata efectueaza o pronatie diminuata

Alergatorii care la contactul cu solul au o supinatie mai mare pot fi expusi la inversiuni

(entorse)

Oscilatiile verticale ale trunchiului descresc cu viteza de alergare (Dillman 1975),

Oscilatiile sunt de 4,7 cm la 9,8 m / s

(Mero et al. 1992).

Alergatorii tind sa se incline usor inainte intre 4 si 7 grade la viteze in jur de 6m/s

Inclinarea trunchiului creste usor dupa contactul piciorului cu solul, pana la 1213, apoi descreste pana la desprinderea degetelor de pe sol (Elliott & Roberts

1980; Elliott & Acklund 1981). Frishberg (1983)

S-a gasit ca rotatia trunchiului are loc cu o amplitudine de circa 24,3 la sold si cu 26,7 la umar la viteza de 3,6 m / s

Cu o considerabila variatie intre subiecti (Williams1982).

measurements (Hinrichs et al. 1983). Momentul bratelor, in jurul unei axe verticale este aproape egal cu momentul restului corpului, rezultand un moment total redus pe ciclul de mers.

Actiunea bratelor in relatie cu picioarele are rolul de a optimiza energia alergarii.

Cea mai mare presiune musculoscheletala la nivelul piciorului are loc la faza de sprijin.

Forta de reactie a solului

Distributia centrului presiunii din talpa, in vederea stabilirii tipului de contact cu solul se determina utilizand indexul de contact (SI)

Adica distanta de la calcai la locul centrului de presiune (al primului punct masurat), masurat ca procentaj din lungimea ghetei

(Cavanagh & Lafortune 1980)

Date obtinute cu o platforma de presiune

Strike index= indexul de contact

Cu cresterea vitezei, marimea fortei de reactie verticala creste iar contactul cu solul se face la un pas mai mare.

(Frederick & Hagy 1986; Mero & Komi 1986;

Munro et al. 1987; Nigg et al. 1987).

Prin combinarea informatiilor despre reactia solului, centrul de presiune si parametrii segmentelor anatomice se pot determina fortele de reactie si momentele articulatiilor din extremitatile inferioare

Genunchiul si glezna prezinta momente de extensie pe aproape toata perioada de sprijin in timp ce momentul soldului din extensie trece in flexie in a doua jumatate a sprijinului

Dupa 30 ms de la contactul calcaiului , soldul are un moment de extensie , genunchiul de flexie si glezna un moment nul.

Marimea semnalelor EMG din picior creste cu viteza de alergare (Nilsson et al. 1985; Mero & Komi 1986).

Lucrul mecanic din timpul alergarii se poate calcula dupa trei metode generale:

1 bazata pe modificarea energiei centrului de greuitate

2 bazata pe modificarea energiei segmentelor anatomice calculata in cinematica;

3 bazata pe modificarea puterii segmentelor anatomice cu ajutorul fortelor si momentelor din articulatii.

Toate metodele au neajunsuri legate de:

Limitari in identificarea energiei transferata intre segmente

Dificultati in identificarea sursei puterii mecanice pozitive

Se pot calcula doar momentele musculare minime care produc un efect

Necunoasterea a intregului rol al muschilor ce actioneaza mai multe articulatii

Incapacitatea de a cuantifica precis efectul ciclului de intindere/scurtare a muschilor

Informatiile biomecanice legate de performanta vin fie de la factori legati de performanta (consumul submaximal de oxigen) in alergarile de distanta, fie de la examinarea unor caracteristici in laborator, sau gasirea unor relatii intre factori biomecanici si timpii de performanta

Variatia volumului de oxigen consumat la alergatori, la aceeasi viteza, este mare, cu valori cuprinse intre 15% si 30%

(Williams & Cavanagh 1983; Daniels 1985).

Cercetarile au aratat o dependenta liniara intre viteza de alergare si consumul de oxigen (Daniels1985)

Totusi, pentru o persoana, se observa o variatie a consumului cu lungimea pasului, fiind mai mic la pasul ales liber si creste la pas mai lung sau mai scurt

(Cavanagh & Williams 1982).

2

Studiile despre relatia dintre putere si consumul de oxigen au gasit o puternica relatie intre costul metabolic (consumul de oxigen) si puterea mecanica (Shorten et al. 1981).

La anumite viteze, studiile au aratat ca exista o tendinta spre un consum mai mic de oxigen si o putere mai mica (Williams & Cavanagh1987)

Mai multe caracteristici biomecanice au fost asociate cu un consum redus de oxigen:

Extensie mica a soldului si extensie mare a genunchiului la desprinderea piciorului si mai multa dorsiflexie la sprijin

Un unghi mai mare al gambei fata de o verticala, la contactul cu solul, mai putina flexie plantara la desprindere, o inclinare mai mare a trunchiului inainte

(Williams & Cavanagh 1987);

Un timp de sprijin mai mare, extensie mai mare a soldului si genunchiului la desprindere (Williams & Cavanagh 1986);

Miscare mai redusa a bratelor (Anderson & Tseh 1994).

Pugh(1971) a constatat ca alergatul contra vantului creste consumul de oxigen proportional cu patratul vitezei vantului.

Alergatul in spatele altor sportivi asigura o protectie la vant si reduce consumul de oxigen (Kyle 1979).

Alergatul in grup reduce rezistenta aerului cu 40-80% in functie de densitatea grupului iar consumul scade cu 36% (Pugh 1971; Kyle1979).

Rezultatele unor studii au indicat sursa celor mai dese accidentari ale membrelor inferioare

Studii epidemiologice asupra alergarii au aratat ca genunchiul este cel mai supus la accidentari. (Clement et al. 1981; Maughan & Miller 1983)

Chondromalacia patella (afectarea cartilajului art. genunchiului) si durerile in zona patelara sunt cele mai frecvente cazuri de accidentari .

Pronatia postpiciorului constituie cauza multor dureri ale genunchiului, insotite de rotatia interna a patelei

( James et al. 1978).

Messier et al. (1991) au gasit ca unghiul Q

Constituie un factor important in aparitia accidentarilor.

Alergatorii acuza adesea dureri musculare dupa alergari in panta, la vale; cauza durerilor musculare poate fi cauzata de actiunea puterniuc excentrica a muschilor.

Dick si Cavanagh (1987) au constatat o crestere de 10% a volumului de oxigen consumat in acest caz si o crestere de 23% a ariei EMG membrelor inferioare

Diferenta dintre lungimile picioarelor (d si s) a fost deseori citata ca un factor care duce la accidentari.

Friberg (1982) a concluzionat ca diferenta dintre lungimile picioarelor (asimetria) duce la predispunerea recrutilor militari la fracturi.

Noutatile din proiectarea incaltamintei au fost si sunt o consecinta a informatiilor furnizate de studiile biomecanice, despre interactiunea dintre biomecanica alergarii si incaltaminte.

Prin modificarea desenului si materialelor incaltamintei, se pot realiza o varietate mare de modificari in biomecanica alergarii.

Clarke et al. (1983b) a constatat ca pronatia postpiciorului este mai mare cand ghetele au un material ( pentru talpa intermediara care absoarbe socurile), mai moale , iar ca inaltimea calcaiului nu influenteaza pronatia.

Alti cercetatori au constatat ca o crestere a

rigiditatii materialului talpii intermediare

duce la cresterea vitezei de pronatie (Nigg et

al.1986).

Ca rezultat al cercetarilor, s-a propus ca materialul mai moale sa fie plasat in partea laterala externa a calcaiului spre a ajuta la amortizarea socurilor iar in partea interna sa fie utilizat un material mai dur spre a limita pronatia

Ghetele ergonomice scad unghiul de pronatie maxima in comparatie cu alergarea cu puicioarele goale.

Interactiunea dintre alergator si desenul si materialul ghetelor este complexa si nu se poate prezice cum va reactiona un sportiv la o anumita gheata. (Frederick 1986).

Acest lucru explica dece este dificil de a face legaturi directe intre incaltaminte, fortele de impact si accidentari.