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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Contribuições complementares das rotações sagitais e axiais das articulações e do pé do membro de apoio para a progressão anterior do corpo na marcha
Authors: Leonardo Drumond Barsante
First Advisor: Thales Rezende de Souza
First Co-advisor: Paula Maria Machado Arantes de Castro
First Referee: Sergio Teixeira da Fonseca
Second Referee: Fabrício Anicio de Magalhães
Abstract: Introdução: Na marcha as rotações (movimento e posição) articulares do membro inferior de apoio parecem ser complementares para a função de produzir e estabilizar a posição e o deslocamento progressivo anteroposterior da pelve. O objetivo deste estudo foi investigar como são as contribuições das articulações do membro inferior de apoio nos planos sagital e axial para a geração da posição e deslocamento anteroposteriores da pelve, e se essas contribuições são significativas. Além disso, investigar se essas contribuições são complementares para produzir e estabilizar a posição anteroposterior da pelve, em um mesmo ciclo e entre ciclos diferentes e, sendo complementares, como e quando ocorrem as complementaridades. Materiais e métodos: Participaram deste estudo 11 adultos jovens saudáveis, que foram submetidos à analise cinemática tridimensional do membro inferior direito em apoio, na marcha, com velocidade confortável auto-selecionada, em esteira elétrica. Para cálculo das séries temporais das contribuições das articulações para produzir a posição anteroposterior da pelve, foi utilizado um modelo geométrico de segmentos ligados, bem como, derivadas parciais de cada articulação, em cada quadro do apoio. Testes de Friedman e Wilcoxon foram usados para verificar se a contribuição de cada articulação foi significativa. Para caracterizar as influências individuais de cada articulação para o deslocamento anterior do corpo, primeiramente, foi calculado o coeficiente de influência (i.e. derivada parcial). Foi calculado também o deslocamento da pelve gerado por cada articulação, em porcentagem e em metros. Para a complementaridade das articulações em um mesmo ciclo, foi utilizado o coeficiente de múltipla determinação (CMD). Foi calculado o erro (raiz do erro quadrático médio), para verificar se a posição da pelve foi estabilizada entre ciclos diferentes. Em sequência, foi analisada a existência de complementaridades entre ciclos diferentes, considerando covariações negativas altas (r -0,5), quadro a quadro, entre a contribuição de uma articulação e as contribuições somadas das outras articulações. Resultados: As contribuições advindas das articulações, consideradas significativas, foram todas as articulações no plano sagital e o tornozelo no plano axial. Em um mesmo ciclo, as articulações que contribuíram para o deslocamento anteroposterior da pelve, em ordem de maior contribuição para menor contribuição: antepé-solo, tornozelo (plano sagital), joelho, complexo do mediopé, retropé-solo, quadril e tornozelo (plano axial). O coeficiente de influência médio das articulações do pé foi 1,6 cm/o. O valor do CMD para o teste da complementaridade em um mesmo ciclo foi considerado alto (0,897 ± 0,095). A complementaridade intra-passo foi demonstrada por meio das curvas de contribuição em conjunto, mostrando como as articulações se comportam para gerar a posição linear anteroposterior da pelve. Houve variação entre-sujeitos na complementaridade entre-passos, tanto nas articulações que participam, quanto nos momentos da fase de apoio em que ocorrem essas compensações funcionais que estabilizam a posição anteroposterior da pelve. Conclusão: Foram reveladas as contribuições funcionais individuais e complementares de articulações do membro inferior em apoio. Isso permitiu caracterizar compensações funcionais de movimento, em um mesmo ciclo e em ciclos diferentes, o que auxilia a nortear futuras pesquisas e o raciocínio clínico para abordar essas compensações e disfunções possivelmente relacionadas a elas.
Abstract: Introduction: In gait the joint rotations (movement and position) of the stance lower limb seem to be complementary to the function of producing and stabilizing the position and progressive anteroposterior displacement of the pelvis. The purpose of this study was to investigate the contributions of the lower limb joints in the sagittal and axial planes to the generation of anteroposterior position and displacement of the pelvis, and whether these contributions are significant. In addition, this study investigated if these contributions are complementary to produce and stabilize the anteroposterior position of the pelvis, within cycle and among different cycles and, if complementary, how and when the complementarities occur. Materials and methods: Eleven healthy young adults participated in the study, who underwent three-dimensional kinematics analysis of the right lower limb during the stance phase of walking, with a self-selected comfortable speed, on an electric treadmill. To calculate the time series of the contributions of the joints to produce the anteroposterior position of the pelvis, a geometric model of linked segments was used, as well as partial derivatives of each joint, in each frame. Friedman and Wilcoxon tests were used to verify if the contribution of each joint was significant. In order to characterize the individual influences of each joint for the anterior displacement of the body, the coefficient of influence (i.e. partial derivative) was first calculated. The displacement of the pelvis generated by each joint, in percentage and in meters, was also calculated. For the complementarity of the joints within a cycle, the coefficient of multiple determination (CMD) was used. The error (root mean square error) was calculated to verify if the position of the pelvis was stabilized between different cycles. In sequence, the existence of complementarities among different cycles was analyzed, considering high negative covariations (r -0.5), frame by frame, between the contribution of one joint and the contributions of the other joints. Results: The contributions that were considered significant were from all joints in the sagittal plane and the ankle in the axial plane. In the same cycle, the joints that contributed to the anteroposterior displacement of the pelvis, in order of greater contribution to lower contribution were: forefoot, ankle (sagittal plane), knee, midfoot joint complex, rearfoot, hip and ankle (axial). The mean coefficient of influence of the joints of the foot together was 1.6 cm/°. The CMD value for the complementarity test within cycle was considered high (0.897 ± 0.095). Intra-step (within cycle) complementarity was demonstrated through the contribution curves together, showing how the joints behave to generate the linear anteroposterior position of the pelvis. There was an inter-subject variation in the complementarity among steps (among cycles), both in the joints that participate, and in the instants of the stance phase in which these functional compensations occur, stabilizing the anteroposterior position of the pelvis. Conclusion: The individual and complementary functional contributions of lower limb joints in gait stance were revealed. This allowed to characterize functional compensations of movement, in the same cycle and in different cycles, which helps to guide future research and clinical reasoning to address these compensations and possibly related dysfunctions.
Subject: Articulações
Cinemática
Marcha
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-ASUEJY
Issue Date: 7-Jun-2017
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