Texto Biomecanica Marcha

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Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 1
 
 
 
IIINNNTTTRRROOODDDUUUÇÇÇÃÃÃOOO 
LLLOOOCCCOOOMMMOOOÇÇÇÃÃÃOOO 
 
Toda ação que move o corpo de um animal através do espaço 
aéreo, aquático ou terrestre (CAPOZZO, 1991). 
 
MMMAAARRRCCCHHHAAA HHHUUUMMMAAANNNAAA 
 
4 Transporte seguro e eficiente no espaço terrestre (ALLARD, 
1995). 
4 Mais comum de todos os movimentos humanos. Uma certa 
pessoa irá executar sua marcha de uma maneira muito 
repetitiva e característica, e tão única que é possível 
reconhecer uma pessoa a distância pela sua marcha. O 
padrão de variabilidade de uma passada no dia-a-dia é 
moderadamente baixo (WINTER, 1991). 
4 O ciclo da marcha é uma seqüência maravilhosamente 
orquestrada de eventos elétricos e mecânicos que culminam 
na propulsão coordenada do corpo através do espaço 
(LIEBER, 1992). 
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O andar humano é sem dúvida o padrão de locomoção mais 
investigado até hoje. Em cada investigação, as variáveis sob 
estudo refletem o interesse no entendimento de problemas 
(alterações) específicos. 
 
Sob o ponto de vista da Biomecânica ... 
A marcha humana é um dos movimentos mais comuns. Nela 
estamos expostos a forças externas constantes e, portanto, o 
estudo dessas forças nos leva a entender mecanismos dinâmicos 
da marcha. 
 
Sob o ponto de vista da Neurofisiologia ... 
Na marcha humana é uma seqüência de eventos reflexos, 
compondo movimentos altamente complexos, que uma vez 
aprendido torna-se subconsciente. Vários mecanismos de controle 
motor atuam na geração/controle deste padrão de movimento. 
 
Sob o ponto de vista da Fisioterapia ... 
O entendimento dos mecanismos dinâmicos e reflexos da marcha, 
permite-nos a intervenção para a reeducação da marcha, um dos 
objetivos terapêuticos mais importantes. 
 
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HHHIII SSSTTTÓÓÓRRRIIICCCOOO BBBIIIOOOMMMEEECCCÂÂÂNNNIIICCCOOO DDDEEE EEESSSTTTUUUDDDOOOSSS 
RRREEELLL AAACCCIIIOOONNNAAADDDOOOSSS ÀÀÀ MMMAAARRRCCCHHHAAA 
 
4 IRMÃOS WEBER (1836) 
· estudo da marcha humana a partir de leis mecânicas: 
comparações com pêndulo 
· estudos com cronofotografia 
 
 
4 MAREY (1882) 
· quantificou o estudo da locomoção através de seus inventos 
· pioneiro da cinematografia (cronociclo) 
 
 
4 MUYBRIDGE (1877) 
· estudos fotográficos sobre padrões de movimento 
 
 
4 BRAUNE & FISCHER (1889, 1906) 
· Análise matemática 3D da marcha, centro de gravidade e 
momento de inércia de cadáveres 
 
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EEEXXXPPPEEERRRIIIMMMEEENNNTTTOOOSSS DDDEEE MMMAAARRREEEYYY ,,, 111888999555 
 
 
 
 
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 5
EEEXXXPPPEEERRRIIIMMMEEENNNTTTOOO DDDEEE BBBRRRAAAUUUNNNEEE &&& FFFIIISSSCCCHHHEEERRR,,, 111888000555---111999000444 
f 
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 7
MMMUUUYYY BBBRRRIIIDDDGGGEEE (((111888333000---111999000444))) 
 
 
 
 
 
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Para análise da estrutura do movimento, deve-se observar alguns 
aspectos: 
 
ESTRUTURA DE MOVIMENTO
Parâmetros
Qualitativos
Parâmetros
Quantitativos
ritmo
fluidez
precisão
harmonia
freqüência
dinamismo
manutenção
seqüência
ligação
amplitude
rapidez
intensidade
indicadores
cinemáticos
indicadores
dinâmicos
tempo
distância
posição
ângulo
velocidade
aceleração
força
momento força
trabalho
impulso
 
 
 
 
 
 
 
 
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ÁREAS PARA A COMPLEXA ANÁLISE D O MOVIMENTO 
(BAUMANN, 1992) 
Cinemetria AntropometriaDinamometria EMG
Posição e orientação
dos
segmentos corporais
Forças externas
e
distribuição de pressão
Parâmetros para
o
modelo corporal
Atividade muscular
Modelo Modelo
Forças de gravitação
Energia mecânica
Inércia
Momentos líquidos
e
forças internas
 
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A descrição da marcha humana envolve a 
medição da variáveis que possam ser 
identificadas como padrões característicos no 
andar. 
 
 
 Estas variáveis de interesse podem ser divididas nas que 
refletem a causa do padrão andar e as que descrevem o efeito. 
 
 
Os sinais EMG, momentos de força e potências se aproximam das 
causas do movimento, enquanto que variáveis cinemáticas 
(velocidades, comprimento da passada, ângulos articulares) e 
forças reação do solo refletem o produto de muitos efeitos 
integrados. 
 
VVVAAARRRIIIÁÁÁVVVEEEIIISSS 
 
· CINEMÁTICAS 
· DINÂMICAS 
· NEUROMUSCULARES 
· ANTROPOMÉTRICAS 
 
 
 
 
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Avaliação
biomecânica
 da marcha
Respostas 
comportamentais 
externas
Parâmetros 
internos de controle
do movimento e
análise da sobrecarga
sistema 
F-Scan
distribuição 
de pressão 
plantar
força reação
do solo
cinemetria dinamometria antropometria
posição e
orientação dos
segmentos
forças externas
e ponto de aplicação
da força
parâmetros
para o modelo
corporal
equações do
movimento
momentos e 
forças articulares
determinação
sobrecarga e
controle do 
movimento
 
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CCCIIINNNEEEMMMÁÁÁTTTIIICCCAAA 
CCCIIICCCLLLOOO DDDAAA MMMAAARRRCCCHHHAAA 
 
 
(DUCROQUET, 1972) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(adaptado de ZATSIORKY, 1994) 
 
 
 
 
 
 
 
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CCCIIICCCLLLOOO DDDAAA MMMAAARRRCCCHHHAAA 
 
 
Fase de Apoio Fase de Balanço
contato
do
calcanhar
pé
aplanado
médio
apoio
retirada
do
calcanhar
retirada
do
dedo
médio
balanço
contato
do
calcanhar
 
(adaptado de ALLARD, 1995) 
 
(adaptado de HARRIS & WERTSCH, 1994) 
 
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FFFAAASSSEEESSS DDDOOO CCCIIICCCLLLOOO DDDAAA MMMAAARRRCCCHHHAAA 
 
FASE DE APOIO 
 
Quando o pé está sobre o solo 
 
4 Início: quando o calcanhar 
contata o solo. 
4 Flat foot ou pé aplanado: 
quando o restante do pé entra 
em contato com o solo. 
4 Apoio médio: quando o pé 
contra-lateral em balanço 
passa à fase de apoio. 
4 Retirada do calcanhar: o peso 
é suportado pelo antepé. 
4 Retirada dos dedos: quando o 
restante do pé sai do contato 
com o solo. 
 
FASE DE BALANÇO 
 
Quando o pé não está sobre o solo 
 
4 Fase de aceleração 
 
4 Fase desaceleração 
 
4 Fase de balanço médio: 
correspondente ao apoio 
médio, quando os dois pés 
estão lado a lado. 
 
 
 
 
 
 
 
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PPPAAARRRÂÂÂMMMEEETTTRRROOOSSS CCCIIINNNEEEMMMÁÁÁTTTIIICCCOOOSSS DDDOOO AAANNNDDDAAARRR 
 
 
 
 
(adaptado de ALLARD, 1995) 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco/ 2001 16
PPPAAARRRÂÂÂMMMEEETTTRRROOOSSS CCCIIINNNEEEMMMÁÁÁTTTIIICCCOOOSSS DDDOOO AAANNNDDDAAARRR 
 
b) Minutos diferentes: diminui CV 
 a) Dias diferentes: CV > 
 
 
Ângulos articulares para o andar 
em cadência normal (acima) e para 
três cadências (ao lado) 
 
 
 
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MMMAAARRRCCCHHHAAA EEE CCCOOOMMMPPPRRRIIIMMMEEENNNTTTOOO DDDOOO PPPAAASSSSSSOOO 
 
 
 
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DDDIIINNNAAAMMMOOOMMMEEETTTRRRIIIAAA 
 
PPPAAARRRÂÂÂMMMEEETTTRRROOOSSS DDDIIINNNÂÂÂMMMIIICCCOOOSSS DDDOOO AAANNNDDDAAARRR 
TTRRAAJJ EETTÓÓRRIIAA DDOO PPOONNTTOO DDEE AAPPLLIICCAAÇÇÃÃOO DDAA FFOORRÇÇAA 
DDIISSTTRRIIBBUUIIÇÇÃÃOO DDAA PPRREESSSSÃÃOO PPLLAANNTTAARR 
 
 
 
 
 
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FFOORRÇÇAA RREEAAÇÇÃÃOO DDOO SSOOLLOO 
 
Alteração durante o crescimento e desenvolvimento humano: 
Crianças e idosos 
 
 
(DEBRUNNER, 1985) 
 
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FFOORRÇÇAA RREEAAÇÇÃÃOO DDOO SSOOLLOO 
 
0 25 50 75 100
0
50
100
150
200
peso corporal
D t1Fz max 1/
FzD
t1D
Fz min
Fz max 2
Fz max 1
FORÇA REAÇÃO DO SOLO
 (andar no plano)
Fz
 (
%
 p
e
so
 c
o
rp
o
ra
l)
% Tempo de Apoio
 
(SACCO, 1997) 
 
 
(SACCO, 2001) 
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FFOORRÇÇAA RREEAAÇÇÃÃOO DDOO SSOOLLOO 
Variabilidade em diferentes cadências 
 
 
(WINTER, 1991)
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MMOOMMEENNTTOOSS DDEE FFOORRÇÇAA 
 
 
 (WINTER, 1991) 
 
(WINTER, 1984) 
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 23
 
 
 
ATIVIDADE DOS MEMBROS INFERI ORES NA 
MARCHA 
 
 
 
 
 
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EEELLLEEETTTRRROOOMMMIIIOOOGGGRRRAAAFFFIIIAAA 
 
 
(adaptado HARRIS & & WERTSCH, 1994 
 
 
(adaptado ALLARD, 1995) 
 
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ESQUEMA ILUSTRATIVO DA ATIVIDADE MUSCULAR 
DURANTE A MARCHA 
 
 
 
 
 
 
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IIINNNTTTEEERRREEELLLAAAÇÇÇÕÕÕEEESSS EEENNNTTTRRREEE PPPAAARRRÂÂÂMMMEEETTTRRROOOSSS 
CCCIIINNNEEEMMMÁÁÁTTTIIICCCOOOSSS,,, DDDIIINNNÂÂÂMMMIIICCCOOOSSS EEE 
NNNEEEUUURRROOOMMMUUUSSSCCCUUULLLAAARRREEESSS 
 
BASMANJIAN (1974) 
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CINESIOLOGIA DOS SEGMENTOS 
 DURANTE AS FASES DA MARCHA 
 
 
 
 
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Ativação da musculatura do membro inferior durante a marcha, segundo o tempo total do ciclo 
da passada. 
 
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MMMAAARRRCCCHHHAAA EEEMMM CCCRRRIIIAAANNNÇÇÇAAA PPPOOORRRTTTAAADDDOOORRRAAA DDDEEE SSSÍÍÍNNNDDDRRROOOMMMEEE DDDEEE RRREEETTTTTT 
((( FFFEEERRRIIIAAANNN ,,, 111999999555))) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 20 40 60 80 100
0%
50%
100%
150%
200% 21/10/95 X02_001.ORG 
gráficoFyD
CV = 34,7 %
Laboratório de Biomecânica - EEFUSP
Fo
rç
a
 (
%
 P
.C
.)
Tempo da passada (%) 0 20 40 60 80 100
0%
50%
100%
150%
200% 21/10/95 X02_001.ORG 
gráficoFyE
CV = 31,7%
Laboratório de Biomecânica - EEFUSP
Fo
rç
a
 (
%
 P
.C
.)
Tempo da passada (%)
0 20 40 60 80 100
-20%
0%
20%
21/10/95 X02_001.ORG 
gráficoFxD
CV = 83,1 %
Laboratório de Biomecânica - EEFUSP
Fo
rç
a
 (
%
 P
.C
.)
Tempo da passada (%) 0 20 40 60 80 100
-20%
0%
20%
21/10/95 X02_001.ORG 
gráficoFxE
CV = 126,6 %
Laboratório de Biomecânica - EEFUSP
Fo
rç
a
 (
%
 P
.C
.)
Tempo da passada (%)
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SUJEITO CONTROLE: 
 30 anos, 72,8 kg, feminino 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Pé direito
Fo
rç
a
 V
e
rt
ic
a
l 
(P
C
)
Tempo (% apoio)
0 20 40 60 80 100
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Pé esquerdo
Fo
rç
a
 V
e
rt
ic
a
l 
(P
C
)
Tempo (% apoio)
 
 
SUJEITO DIABÉTICO NE UROPATA: 
 18 anos diagnóstico, 69 anos, 67,1 kg, masculino 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2 Pé direito
Fo
rç
a
 v
e
rt
ic
a
l 
(P
C
)
Tempo (% apoio)
0 20 40 60 80 100
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
Pé esquerdo
Fo
rç
a
 v
e
rt
ic
a
l 
(P
C
)
Tempo (% apoio)
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 31
SUJEITO CONTROLE X N EUROPATA DIREITO 
 
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
SUJEITO GC
 m.vasto lateral D
.......... m.tibial anterior D
+++++ m.gastrocnêmio Lateral D
U
.A
.
Tempo (% apoio)
 
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
SUJEITO GD
 m.vasto lateral D
......... m.tibial anterior D
++++ m.gastrocnêmio lateral D
U
.A
.
Tempo (% apoio)
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 32
SUJEITO CONTROLE X D IABÉTICO NEUROPATA E SQUERDO 
 
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0 SUJEITO GC
 m.vasto lateral E
......... m.tibial anterior E
+++++ m.gastrocnêmio lateral E
U
.A
.
Tempo (% apoio)
 
 
0 20 40 60 80 100
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
SUJEITO GD
 m.vasto lateral E
......... m.tibial anterior E
++++ m.gastrocnêmio lateral E
U
.A
.
Tempo (% apoio)
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 33
 
Marcha patológica – hemiplegia 
 
 
 
CARACTERÍSTICAS DA H EMIPLEGIA 
 
· DESCONTROLE NEURO-MUSCULAR 
 
· TÔNUS MUSCULAR ANORMAL 
 
· DEPENDÊNCIA DE REFLEXOS PRIMITIVOS 
 
· DEFORMAÇÕES ÓSSEAS 
 
· DIMINUIÇÃO DO EQUILÍBRIO 
 
 
... CONSEQUÊNCIAS NA MARCHA 
 
· DIMINUIÇÃO DO COMPRIMENTO DA PASSADA 
 
· BAIXA VELOCIDADE DE DESLOCAMENTO 
 
· INSTABILIDADE 
 
· FALTA DE MOBILIDADE ARTICULAR (dificuldade em levantar o pé na fase 
de balanço) 
 
· DESCONTROLE NA FASE DE CONTATO DO MEMBRO INFERIOR COM O 
SOLO (posição pé na fase de contato) 
 
· AÇÃO SIMULTÂNEA DE AGONISTAS E ANTAGONISTAS (co-
contração) 
 
 
(WALL & ASHBURN, 1979; GAGE, 1993, GAGE & KOOP, 1995) 
 
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CARACTERÍSTICAS DINÂMICAS DA MARCHA PATOLÓGICA 
 
AUTOR GRUPO MÉTODO DE 
INVESTIGAÇÃO 
PRINCIPAIS RESULTADOS 
WALL & ASHBURN (1979) Hemiplégicos 
(AVC) 
CCCIIINNNEEEMMMÁÁÁTTTIIICCCAAA · Apoio com o ante-pé, com a 
tendência a “arrastar o pé “ 
· Tempo de apoio da perna 
afetada é muito curto 
 
NORLIN & ODENRICK 
(1986) 
Crianças PC 
hemiplégicasCinemática · Assimetria 
· Deflexão prolongada 
· Apoio com o ante-pé 
 
WINTERS et al. (1987) PC hemiplégicos 
espásticos 
EMG e 
cinemática 
· Co-contração de músculos 
flexores e extensores. 
· Limitada mobilidade do joelho 
durante a fase de balanço e 
contato 
 
PINZUR et al. (1987) Hemiplégicos 
adquiridos 
Cinemática e 
EMG 
· Assimetria. 
· Padrão variável em função do 
comprometimento do SNC. 
· Variação angular anormal 
(quadril, joelho e tornozelo). 
 
KHODADADEH & 
PATRICK (1988) 
Hemiplégicos Dinâmica · Fy max 1 inferior ao PC 
· Interferência recíproca no 
padrão dinâmico 
 
WINTER (1991) Criança PC 
hemiplégica 
EMG · Hiperatividade dos músculos 
extensores do quadril. 
 
 
 (JAKOBOVISTSCH & SERRÃO, 1998) 
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 35
CARACTERÍSTICAS DINÂMICAS DA MARCHA PATOLÓGICA 
 
SEGMENTO AFETADO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
· SEGMENTO “NORMAL” 
0 20 40 60 80 100
-100
0
100
200
300
400
500
PC
Fo
rç
a
 d
e
 R
e
a
çã
o
 d
o
 S
o
lo
 (
N
)
Tempo de Apoio (%)
 
 
 
0 20 40 60 80 100
-100
0
100
200
300
400
500
PC
Fo
rç
a
 d
e
 r
e
a
çã
o
 d
o
 s
o
lo
 (
N
)
Tempo de apoio (%)
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 36
 
CARACTERÍSTICAS DINÂ MICAS DA MARCHA 
PATOLÓGICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 20 40 60 80 100
0
100
200
300
400
500
PC
 Direita (afetado)
 Esquerdo
Fo
rç
a
 V
e
rt
ic
a
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)
 
0 20 40 60 80 100
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
 Direita (afetada)
 Esquerda
Fo
rç
a
 H
o
ri
zo
n
ta
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)
 
Apostila didática / Biomecânica da Maecha Humana – Profa. Isabel de C. N. Sacco / 2001 37
CARACTERÍSTICAS DINÂ MICAS DA MARCHA PATOLÓGICA 
0 20 40 60 80 100
0
100
200
300
400
500
CV = 14,9 %
Fo
rç
a
 V
e
rt
ic
a
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)
 
0 20 40 60 80 100
0
200
400
600
CV = 13.5 %
Fo
rç
a
 V
e
rt
ic
a
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)
 
0 20 40 60 80 100
-100
-50
0
50
100
CV =42.5%
Fo
rç
a
 H
o
ri
zo
n
ta
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)
 
0 20 40 60 80 100
-100
-50
0
50
100
CV = 40.5 %
Fo
rç
a
 H
o
ri
zo
n
ta
l 
(N
)
Tempo de apoio (%)