Análise do torque de resistência e da força muscular resultante durante exercício de extensão de quadril no Pilates e suas implicações na prescrição e progressão / Assessment of resistance torque and resultant muscular force during Pilates hip extension exercise and its implications to prescription and progression

CONTEXTUALIZAÇÃO: A análise da mecânica externa dos exercícios de Pilates e da biomecânica das articulações pode subsidiar a prescrição de exercícios na reabilitação. OBJETIVOS: Avaliar o comportamento do torque de resistência (ΓR) do exercício de extensão de quadril (EQ) realizado no Cadillac; realizar uma análise biomecânica a partir do comportamento do ΓR e das distâncias perpendiculares médias ponderadas (DPMPs) para estimar a força muscular resultante (FM R) dos extensores e flexores e propor critérios mecânicos para progressão do exercício de EQ realizado no Cadillac. MÉTODOS: Catorze praticantes de Pilates realizaram EQ no aparelho Cadillac em quatro situações em ordem aleatorizada - usando duas molas (vermelha e azul) fixadas em duas posições (alta e baixa). As posições angulares foram coletadas por meio de eletrogoniometria. Para o cálculo do ΓR, torque muscular (ΓM) e da FM R foram usados diagramas de corpo livre e equações de movimento. Os valores de DPMP dos músculos flexores e extensores do quadril foram quantificados usando dados da literatura. RESULTADOS: O ΓR e a FM R apresentaram comportamentos semelhantes em todas as situações, entretanto os valores máximos de ΓR não ocorrem na mesma posição articular que a FM R máxima. A DPMP dos flexores de quadril apresentou um comportamento crescente-decrescente, com máximo próximo aos 55º de flexão, enquanto os extensores de quadril apresentaram comportamento semelhante, com máximo próximo aos 25º de flexão. CONCLUSÃO: A análise biomecânica do exercício e a avaliação das características mecânicas associadas à articulação do quadril podem ser usadas como critérios objetivos de prescrição e progressão do exercício de EQ no Pilates.

BACKGROUND: The understanding of the external mechanics of Pilates exercises and the biomechanics of the joints may guide the prescription of rehabilitation exercises. OBJECTIVES: To evaluate the resistance torque (ΓR) during hip extension (HE) exercises performed on the Pilates Cadillac. To perform a biomechanic analysis of the ΓR and the weighted mean moment arm (WMMA) in order to calculate the resultant muscle force (FM R) of the hip extensors and flexors. To present a mechanical criteria for progression of HE exercise on the Pilates Cadillac. METHODS: Fourteen participants performed HE exercises on the Cadillac in four randomly assigned situations - using two springs (blue and red), which were attached in two positions (high and low). Angular positions were measured using an electrogoniometer. In order to calculate ΓR, the muscle torque (ΓM) and FM R, free-body diagrams and movement equations were used. The WMMA of the hip extensors and flexors were estimated from the literature. RESULTS: The ΓR and FM R presented a similar behavior during all situations; however, the maximum ΓR values did not occur at the same joint position as the FM R maximum values. The WMMA of the hip flexors presented an increased- decreased behavior with greatest values around 55º of flexion, while the hip extensors presented a similar behavior with greatest values around 25º of flexion. CONCLUSION: Biomechanic analysis of HE exercises and the evaluation of mechanical features in relation to the hip joint may be used as an objective criteria for the prescription and progression of HE exercise in Pilates.

Influence of the gastrocnemius muscle on the sit-and-reach test assessed by angular kinematic analysis / Influência do músculo gastrocnêmio sobre o teste sentar e alcançar avaliada pela análise cinemática angular

BACKGROUND: The sit-and-reach test (SRT) used to measure low back and hamstring flexibility is more adequate when combined with hip joint angle (HJA) measurement. It is supposed that shortening of the gastrocnemius muscle could affect the SRT results. OBJECTIVES: The purposes of the study were to investigate the relationship between the HJA and SRT and to verify the influence of the gastrocnemius. METHODS: This is a cross-sectional study on healthy subjects. Two hundred subjects took part in the study: 100 males and 100 females aged 21.2 years (SD=1.7). The materials used were a sit-and-reach box with an adapted door to evaluate the influence of the gastrocnemius and a digital camera. Skin markers were positioned on the anterior superior iliac spine and greater trochanter. Two pictures were taken in the final position of the test, one with the door closed (with ankle dorsiflexed - DF) and the other with the door opened (with ankle plantarflexed - PF). RESULTS: Moderate correlation was found between the HJA and SRT for DF and PF (r=0.48 e 0.44). The HJA with DF and PF were 95.5º±18.6º and 99.7º±18º (P<0.001), respectively. Conclusions: Angular kinematic analysis is a reliable technique to measure the HJA. The results demonstrated the influence of the gastrocnemius; thus we suggest that the SRT be performed with free ankle joint mobility.

CONTEXTUALIZAÇÃO: O teste sentar e alcançar (TSA) usado para medir a flexibilidade lombar e dos músculos isquiotibiais é mais adequado quando usado concomitantemente para avaliar o ângulo da articulação do quadril (AAQ). Acredita-se que o encurtamento do músculo gastrocnêmio afetaria os resultados desse teste. OBJETIVOS: As propostas deste estudo foram correlacionar os resultados do ângulo do quadril e do teste sentar e alcançar e verificar a influência do músculo gastrocnêmio. MÉTODOS: Foi realizado um estudo transversal que envolveu sujeitos saudáveis. Duzentos sujeitos participaram do estudo: 100 homens e 100 mulheres, com idade média de 21,2 anos (DP=1,7). Os materiais usados foram um banco do TSA com uma porta adaptada para avaliar a influência do músculo gastrocnêmio e câmera fotográfica digital. Marcadores cutâneos foram posicionados na espinha ilíaca ântero-superior e trocânter maior. Realizaram-se duas aquisições de imagem: uma com porta fechada (tornozelo em dorsiflexão TD) e outra aberta (tornozelo em flexão plantar - TF). RESULTADOS: Correlação moderada foi encontrada entre AAQ e TSA, tanto para TD como para TF (r=0,48 e 0,44). Os ângulos encontrados com a porta fechada e aberta foram, respectivamente, 95,5º±18,6º e 99,7º±18º (P<0,001). Conclusões: A análise cinemática angular é uma técnica confiável de avaliação do AAQ. A influência do músculo gastrocnêmio foi observada; portanto, sugere-se deixar o tornozelo livre durante a realização do TSA.

The finite element modeling of human pelvis and its application in medicolegal expertise / 法医学杂志

OBJECTIVE@#To develop a novel three dimensional finite element(FE) model of the human pelvis and investigate the biomechanics of the pelvic injury and explore the applications of FE approach in forensic medicine.@*METHODS@#The FE model of pelvis including bilateral iliac bones, sacrum, bilateral femurs, joint cartilages and ligaments was developed with Mimics 13.1 based on the CT images. The CT value of material properties were assigned. A static pressure of 600 N was applied at the upper surface of the sacrum endplate downwards along the vertical axis of sacral bone to validate the model. To simulate the side impacts, the lateral forces of 1, 2, 3, 4 and 5 kN were applied to the trochanter surface of right femur, respectively. The von Mises stress contours, displacement contours and stress distribution curves were subsequently calculated.@*RESULTS@#An integrated FE model of pelvis including the joint cartilages and ligaments was successfully established. The model geometry coincided well with the CT images. The stress distributions of pelvis in erect position mainly located near the sacroiliac joints and the greater sciatic notches. Stress concentration was found on the superior and inferior pubis ramus, hip and sacroiliac joints on both sides under side impacts.@*CONCLUSION@#The established FE model has accurate and reliable biomechanical features. The FE model can be used to simulate injury and provide intuitive and accurate evidence for medicolegal expertise.

Análise biomecânica das articulações do quadril e joelho durante a marcha em participantes idosos / Biomechanical analysis of hip and knee joints during gait in elderly subjects

O objetivo desse estudo foi determinar a amplitude de movimento, o momento de força, a potência e o trabalho das articulações do quadril e joelho durante a marcha em um grupo de participantes entre 55 e 75 anos de idade. O andar é uma atividade diária comum e normalmente prescrita como exercício terapêutico na reabilitação de pessoas idosas. Dados cinemáticos e cinéticos das articulações do quadril e joelho foram obtidos usando o sistema Optotrak, associado a uma plataforma de força, raio-X padronizado para determinar com acurácia o centro de rotação das articulações do joelho e quadril e dados antropométricos. A articulação do quadril gerou mais trabalho que o joelho durante a marcha. O quadril gerou um total de 0.40J/kg, sendo que 22 por cento ocorreram no plano frontal, 76 por cento no sagital e 2 por cento no plano transverso. A articulação do joelho gerou um trabalho total de 0,30J/kg durante a marcha, sendo 7 por cento no plano frontal, 90 por cento no sagital e 3 por cento no transverso. O estudo biomecânico das articulações durante diferentes atividades leva a uma maior compreensão do papel de cada articulação durante o movimento, contribuindo assim para a elaboração de melhores programas físicos de reabilitação, prevenção e treinamento de performance.

The objective of this study was to quantify the range of motion, force momentum, power and the mechanical work performed by hip and knee joints during gait in a group of subjects aged between 55 and 75 years. As a common activity of daily life, walking is often prescribed as a therapeutic exercise in elderly adults' rehabilitation. Kinematic and kinetic analyses during gait were obtained from optical tracking, force plate, standardized x-ray imaging and anthropometric data. The total effort generated by the hip joint during gait was greater than the one of the knee joint. The hip joint generated a total effort of 0.40J/kg, with 22 percent on the frontal plane, 76 percent on sagittal plane, and 2 percent on transverse plane. The total effort generated at the knee joint during gait was 0,30J/kg, with 7 percent occurring on frontal plane, 90 percent on sagittal plane, and 3 percent on transverse plane. The biomechanical analysis of the joints during different activities would help clinicians to identify and understand important variables required for improving the performance and deficits of elderly individuals.

Estudo eletromiográfico comparativo de movimentos de facilitaçäo neuromuscular proprioceptiva com os realizados nos planos sagital / Comparative eletromyographic study of movements of proprioceptive neuromuscular facilitation with the realized in sagittal planes

O objetivo deste estudo foi comparar a atividade eletromiográfica dos músculos semitendinosus (SEMI) e bíceps femuris (caput logum) - (BCCL) aos 30§, 60§ e 90§ de flexão do joelho durante movimentos realizados no plano igual, que caracterizam os padrões do Facilitação Neurouscular Proprieceptiva - FNP (Kabat), e os movimentos realizados no plano sagital comumente indicados para reabilitação e treinamento. Estes movimentos foram realizados com e sem aplicação de resistência mecânica por meio do Sistema de Polias Duplas e os graus foram registrados por eletrogoniômetro. Os padrões de movimento no plano diagonal foram: 1) extensão, abdução, rotação medial do quadril, flexão do joelho, flexão plantar com eversão do tornozelo, flexão e adução dos dedos; 2) extensão, adução e rotação lateral do quadril, com flexão do joelho, flexão plantar com inversão do tornozelo, flexão e adução dos dedos. Em ambos os movimentos o voluntário estava em decúbito dorsal. O movimento realizado no plano sagital foi: flexão do joelho com o voluntário posicionado em decúbito ventral. No delineamento estatístico foi verificado os fatores: movimento; carga: sem (L) e com (C); e ângulo: 30§, 60§ e 90§. Para cada um dos músculos, separadamente, foi efetuada Analise de Variância. A interação entre estes fatores foi detalhada para verificar diferenças entre níveis de um fator em cada nível do outro. Nestes casos, calculou-se a DMS para contrastes entre pares de médias pelo método de TUKEY. Os resultados obtidos foram: Efeito de movimento: (M1= M2) < M3, p

Amplitude de movimentaçäo passiva do quadril do recém-nascido normal / Passive range of motion of the hip of normal newborn

A avaliaçäo passiva do arco de movimento articular é obrigatória na prática diária ortopédica e sua mensuraçäo pode contribuir sobremaneira para a detecçäo de diversas patologias. A literatura revela que existe grande preocupaçäo para determinar-se corretamente o diagnóstico, principalmente nas afecçöes congênitas, procurando também entender-se os mecanismos de sua gênese. Portanto, o amplo conhecimento da fisiologia do movimento articular do quadril, principalmente nos recém-nascidos, nos auxiliaria a entender a anatomia e biomecânica da articulaçäo coxofemoral. Além disso, o quadril influencia diretamente todas as funçöes ativas dos membros inferiores. Os autores demonstram os resultados da mensuraçäo passiva do movimento articular do quadril de 80 recém-nascidos normais. Correlacionam os valores obtidos com parâmetros distintos como o sexo, cor, peso ao nascimento e aplicam para a análise dos resultados testes estatísticos específicos que demonstram algumas diferenças significativas. A medida da abduçäo com os membros inferiores estendidos foi significativamente maior nos indivíduos do sexo feminino e nos näo brancos. A rotaçäo externa com a criança em decúbito ventral foi maior nas crianças masculinas. A rotaçäo interna, independentemente da posiçäo em que o paciente foi colocado, foi significativamente maior nos indivíduos brancos. A aduçäo do quadril foi significativamente menor em crianças pequenas para a idade gestacional. Apesar de a literatura relatar näo haver diferenças na amplitude dos movimentos articulares com relaçäo ao sexo, cor e peso ao nascimento, os achados deste estudo demonstram estatisticamente que estes parâmetros tiveram influência direta nos resultados.

Antropomorfometría endóstica del fémur proximal en población mexicana / Endostic anthroopo-morphometryof the proximal femur in mexican population

El propósito de este artículo es identificar la anatomía endóstica femoral y los somatotipos prevalentes en la población mexicana y determinar si hay diferencias con otros grupos étnicos con el objeto de coadyuvar para el diseño o selección de vástagos no cementados. Se estudiaron 68 especímenes femorales humanos de cadáveres adultos, clasificados por edad y sexo, sin importar su lado; se excluyeron del estudio los fémures con fracturas o secuelas de las mismas, presencia de material de osteosíntesis o endoprótesis, tumores y defectos congénitos. A cada fémur se le estudio: a) antropomorfometría general en el plano frontal (18 variables), b( morfometría endóstica en plano frontal (40 variables), c( antropomorfometría general en plano lateral (40 variables). Los métodos estadísticos utilizados en todas las variables fueron media, desviación estándar y rango. Las características más relevantes que encontramos en la anatomía del fémur proximal de la población mexicana son que la población mexicana tiene una anteversión femoral con promedio mayor a 15 grados, predominio de una distancia Voss negativa (63.2 por ciento) y un ángulo cérvico-diafisario menor de 130 grados; hay una tendencia a adoptar una forma cilíndrica de los endostios. Se identificaron siete contornos básicos de radios de curvatura medial del fémur proximal, los istmos femorales de población mexicana son comparativamente más largos y más proximales que los de la población norteamericana además de que existen francas diferencias entre los grupos étnicos mexicano y norteamericano

Study of the lumbar curvature with various factors of pelvic inclination. Change of radiographic lumbar curvature according to hip joint flexion

The objective of this study was to investigate the influence of the hip flexion upon parameters that are indicators of spinal mobility. These parameters include intervertebral disc angle and lumbar curvature by measurement of the radiography in twenty eight healthy men. The state of knowledge of how these parameters relate to lumbar mobility have resolved. The results of the parameters showed negligible changes in relation to the mobility of lumbar spine according to angle of hip flexion except at L4-L5 intervertebral disc angle and lumbar curvature (p< 0.05). This results of study confirms that hip joint movement therapy can be applied to these norms in patient management in supine position of for the stable spinal injuries in the upper lumbar region during early phase.

Fracturas proximales de femur tratadas con clavo placa colapsable / Proximal fractures of the femur treated with colapsable nail-plate

Se revisaron 550 historias clinicas correspondientes a fracturas de femur que han recibido tratamiento quirurgico durante los ultimos 4 anos (1982-1985), en el Hospital San Juan de Dios de Bogota, de las cuales 65 correspondieron a fracturas tratadas con placa colapsable (Richards-D.H.S.) de 135 - 150 grados, siendo fracturas de intertrocantericas tipo II, intertrocantericas tipo III, inter y subtrocantericas y finalmente subtrocantericas, con el fin de demostrar la experiencia de nuestro hospital. Se revisan: anatomia, fisiologia, biomecanica de la cadera, edad, sexo, causa de la fractura, estancia hospitalaria pre y postoperatoria, tratamiento postoperatorio segun estabilidad del implante, lesiones asociadas y complicaciones. Valorando el estado final de la cadera, segun la tabla D'Aubigne-Postel