TECNOLOGIE PER LA RIABILITAZIONE. lezione # 3 Introduzione all analisi del movimento umano. «all man can do is to move things» AA

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1 TECNOLOGIE PER LA RIABILITAZIONE AA Università degli Studi di Napoli "Federico II Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica Facoltà di Ingegneria «all man can do is to move things» lezione # 3 Introduzione all analisi del movimento umano Prof. Aurelio Cappozzo Dipartimento di Scienze del Movimento Umano e dello Sport Laboratorio di Bioingegneria Istituto Universitario di Scienze Motorie - Roma dismus Introduzione all analisi del movimento umano 1 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 2! ""#$ e procedendo verso movimenti più complessi dopo la nascita, il sistema nervoso centrale si sviluppo al punto che alla corteccia basta impartire un comando e il bambino si alza in piedi ed affronta la grande sfida della locomozione in postura eretta, la sfida che l uomo conosce da 4 milioni di anni incominciando dai movimenti riflessi del bambino nel grembo materno dismus Introduzione all analisi del movimento umano 3 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 4 1

2 %$"$$ Maturazione e apprendimento conducono il bambino ad impossessarsi completamente della sua motilità sia a livello fisico che concettuale. Molto presto associa la capacità di muoversi con lo stesso concetto di vita. &'()) *+',--# Poi, il bambino così come il cucciolo di tutte le specie animali, impara che movimento è sopravvivenza, sia dell individuo che della specie. «ambulo, ergo sum» dismus Introduzione all analisi del movimento umano 5 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 6 &'()) *+', --#./ *+',--# ma nell uomo è molto di più: ricerca estetica, esplorazione dei propri limiti fisici, creatività il movimento del corpo come metalinguaggio... dismus Introduzione all analisi del movimento umano 7 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 8 2

3 !1*2 3 4-#556 «è solo quando l attore ha trovato la posizione corretta che può pronunciare le parole, ed esse suoneranno corrette» dunque movimento è vita, vita di relazione vita fisica e intellettuale, dismus Introduzione all analisi del movimento umano 9 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 1 74*, 48 #$ ' «numerose condizioni di morbosità, disabilità e mortalità possono essere prevenute si propone di promuovere l aumento della prevalenza di individui, giovani, adulti, anziani, che praticano attività fisico-sportiva nel tempo libero» Mouvement: se dit de l action du corps, ou de l exercice qui est nécessaire pour la conservation de la santé mobilità, longevità e qualità della vita dismus Introduzione all analisi del movimento umano 11 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 12 3

4 ' 74*, 48 #$ Prevalenza in Italia di malattie a carico dell apparato locomotore: artrosi e artrite 2% lombosciatalgia 8% osteoporosi 5% Prevalenza delle disabilità associate alle attività motorie della vita quotidiana nella popolazione anziana (con più di 65 anni): Salita delle scale difficoltà lievi 24% difficoltà gravi 8% Uscire di casa autonomamente difficoltà lievi 16% difficoltà gravi 6% Gli esiti da ictus cerebrale sono circa l 1% della popolazione, di questo, il 15% ha difficoltà a camminare autonomamente dopo 6 mesi dall evento acuto. Mouvement: se dit de l action du corps, ou de l exercice dont l excès lui font extrêmement préjudiciable dismus Introduzione all analisi del movimento umano 13 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 14 &'()) *+', --# &'()) *+',--# lo sport il laboratorio delle alte prestazioni... al lavoro... dismus Introduzione all analisi del movimento umano 15 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 16 4

5 %18)9"6-"-6 (74 " dismus Introduzione all analisi del movimento umano 17 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 18 : ;+ -5#- 7! 5$ $ formare vuol dire produrre consapevolezza delle proprie capacità relazionali e produttive... è necessario saper individuare e correggere deviazioni marginali nei comportamenti motori del giovane dismus Introduzione all analisi del movimento umano 19 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 2 5

6 Galileo Galilei Il fenomeno Il fenomeno dismus Introduzione all analisi del movimento umano 21 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 22 Galileo Galilei ( ) Alcune grandezze possono essere misurate Qualunque aspetto del movimento umano si voglia studiare, per prima cosa occorre osservarlo. grandezze antropometriche morfologia (bioimmagini) cinematica di punti definiti sulla superficie corporea (stereofotogrammetria) forze esterne (dinamometria) attività elettrica dei muscoli (elettromiografia) scambi gassosi con l ambiente (calorimetria indiretta) NIH dismus Introduzione all analisi del movimento umano 23 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 24 6

7 ... e confidando su ciò che John Milton ha scritto e William Blake disegnato Obiettivo # 1 ricostruzione dello scheletro durante il movimento «In his hand He took the golden Compasses...» dismus Introduzione all analisi del movimento umano 25 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 26 Obiettivo # 1 ricostruzione dello scheletro durante il movimento Obiettivo # 1 ricostruzione dello scheletro durante il movimento dismus Introduzione all analisi del movimento umano 27 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 28 7

8 Obiettivo # 2 stima della cinematica articolare Flesso-estensione Ab-adduzione Rotazione int-est dismus Introduzione all analisi del movimento umano 29 [gradi] fles est int ab [gradi] ad [gradi] est Ciclo del passo [%] Obiettivo # 2 stima della cinematica articolare estensione 1 div = 1 gradi abduzione 1 div = 5 gradi rotazione interna 1 div = 5 gradi Orientamento mediale 1 div = 1 mm anteriore 1 div = 5 mm longitudinale 1 div = 5 mm [% ciclo del passo] Posizione dismus Introduzione all analisi del movimento umano 3 Obiettivo # 3 stima della dinamica articolare: momenti muscolari Obiettivo # 3 stima della dinamica articolare: momenti muscolari C m C m K dismus Introduzione all analisi del movimento umano 31 G Courtesy of the National Institutes of Health - USA Anca Flessori (+) Nm/kg Ginocchio Estensori (+) Caviglia -.75 Dorsiflessori (+) -2. dismus Introduzione all analisi del movimento umano % fase di appoggio 8

9 Obiettivo # 3 stima della dinamica articolare: potenze muscolari Anca W/kg Obiettivo # 3 stima della dinamica articolare: potenze muscolari Anca W/kg Momenti muscolari f Ginocchio 5. Ginocchio 5. f Caviglia Caviglia f Courtesy of the National Institutes of Health - USA % fase di appoggio dismus Introduzione all analisi del movimento umano 33 Courtesy of the National Institutes of Health - USA % fase di appoggio dismus Introduzione all analisi del movimento umano 34 Obiettivo # 4 Isaak Newton ( ) & Archibald Vivian Hill ( ) stima delle forze interne F r Tendine rotuleo Osso F o C o Semimembranoso F h F g Gastrocnemio R W F p F h F b F g G dismus Introduzione all analisi del movimento umano 35 R + W + Fh + Fb + Fg + Fp + Fi = MR + MF + MF + MF + MF + Ci = h b g p conoscenze fisiologiche tradotte in equazioni matematiche dismus Introduzione all analisi del movimento umano 36 9

10 <'= :(( (') %,48, Julius D. Wolff (1892): «ad ogni variazione dei requisiti funzionali corrisponde una variazione architetturale del tessuto osseo...» Angelo Ruffini (1898): «la forma è l immagine plastica della funzione...» dismus Introduzione all analisi del movimento umano 37 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 38 Obiettivo # 5 ergometria Obiettivo # 6 simulazione Traiettoria della palla al variare della velocità α =3 e h=2m h =2m, altezza rete = 2.43m, lunghezza campo = 18m, x=6m e x=12m righe orizzontali del campo m Quanta energia meccanica viene erogata dai muscoli durante l esecuzione di un esercizio fisico? dismus Introduzione all analisi del movimento umano 39 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 4 1

11 Obiettivo # 6 simulazione Traiettoria della palla al variare di alfa Obiettivo # 6 simulazione v=12m/s e h=2m h =2m, altezza rete = 2.43m, lunghezza campo = 18m, x=6m e x=12m righe orizzontali del campo dismus Introduzione all analisi del movimento umano 41 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 42 Cappozzo e Vannozzi, Descrizione del Movimento dello Scheletro Umano, in Bioingegneria della Postura e del Movimento, p , Patron 23. Fine della lezione # 3 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 43 dismus Introduzione all analisi del movimento umano 44 11