lunes, 27 de abril de 2015

Cinética aplicada al análisis de la marcha

¿QUÉ ES LA MARCHA?


Es un modo de locomoción en el que se utilizan los dos miembros inferiores alternadamente, se caracteriza por el apoyo bipodal: es decir que durante la marcha hay un apoyo de los dos pies en el suelo (alternado con el apoyo de solo un pie, de modo que siempre hay al menos un pie en contacto con el suelo). Se puede también definir como un desequilibrio permanente hacia delante.

Cinética: parte de la física que estudia los efectos de las fuerzas en el movimiento.


Dinámica: rama de la física que describe la evolución del tiempo de un sistema físico en relación con causas que provocan cambios de estado físico o estado de movimiento


¿CÓMO ESTUDIAMOS LA MANERA DE CAMINAR?

 Plataformas de presiones: Las plataformas de presiones son plataformas que contienen sensores de presión y que permiten medir la distribución del peso en el pie. Permiten realizar análisis dinámico de las presiones ejercidas por el pie durante el reposo y el movimiento.

Se puede medir distribución, localización y desarrollo en el tiempo de presiones, de centro de gravedad (punto de aplicación del Peso) y de centros de apoyo.

Permiten analizar deformidades y función del pie; hacer rápidamente y precisamente test de patrones de carga o análisis de equilibrio.



Plataformas de fuerzas: permiten evaluar si la fuerza que ejerce el pie es simétrica a la fuerza del otro pie; los efectos que adopta el paciente para compensar el peso. Junto a un análisis del movimiento en tres dimensiones nos permiten conocer cómo la fuerza con la que el suelo reacciona a nuestra marcha interactúa con nuestras articulaciones.

Objetivo del estudio de la marcha:

  • Intervención temprana para prevenir o disminuir sobrecargas; evaluaciones de riesgo en actividades físicas
  • Diagnóstico y elección de tratamientos en pacientes con enfermedades neuro-musculo-esqueléticas
  • Obtención objetiva de datos de la forma de marcha que tiene el paciente
  • Muy útil en el medio del deporte (calzados, material deportivo…)





 ¿QUÉ MEDIMOS?

Para estudiar la marcha medimos:
  • Las variables de presión que son: las presiones, la progresión del centro de presiones y las presiones máximas
  • Las fuerzas que son: la fuerza de reacción del suelo (la fuerza dada por el suelo cuando algo se pone en contacto con él; son de misma dirección, de sentido opuesto y de misma intensidad); los momentos articulares (efecto que una fuerza genera sobre una articulación en función de su posición); y la potencia articular (en líneas generales es la capacidad de una articulación de absorber o generar fuerza).

¿QUÉ ESTRATEGIAS ENERGÉTICAS USAMOS AL CAMINAR?

Explicación del péndulo


La marcha sigue el modelo energético de un péndulo invertido. El péndulo es un dispositivo que se constituye de un cuerpo liado a un punto fijo y  capaz de movimientos de balanceo.

El péndulo está sometido de manera constante a diferentes fuerzas y tres tipos de energías que son:
  • Para las fuerzas: el Peso (P); la tensión (T) y la gravedad (g)
  • Las energías son el conjunto de estas fuerzas.



La energía potencial disminuye cuando el péndulo se acerca al suelo (para volverse casi nula en posición de reposo); al contrario, la energía cinética aumenta cuando el objeto se acerca del suelo (para volverse máxima en posición de reposo); inversamente para cuando el péndulo se aleja (la energía potencial se vuelve máxima y la cinética casi nula en la posición más alta del péndulo). Estas dos fuerzas son inversamente proporcionales.

La energía mecánica es la suma de la energía potencial y de la energía cinética y debe ser constante a lo largo del movimiento.


Modelo del péndulo invertido

Consideramos que la marcha se realiza en una línea recta y en un plano horizontal. Durante la marcha, el centro de gravedad del humano varía. La marcha consiste en un desequilibrio hacia delante; y hay que recordar que siempre hay un apoyo con el suelo.  El péndulo es uno de los instrumentos lo más utilizado para modelar este intercambio de fuerzas.                                

Haciendo un estudio de la marcha humana; nos damos cuenta que el principio es prácticamente idéntico al del péndulo. Estudiando la trayectoria de la cadera tomando como punto fijo el tobillo durante toda la fase del apoyo del pie, vemos que cuando unimos estos dos puntos, el movimiento del centro de gravedad en las diferentes fases del apoyo del pie es la misma que la del péndulo, con la sola diferencia que el dibujo es en el otro sentido. Esto explica el nombre de péndulo invertido.






Fuerza de reacción del suelo

En la marcha encontramos un aumento de la fuerza vertical (por el apoyo del pie); una disminución cuando el centro de gravedad está encima del pie; y una aumento  cuando se propulsa hacia delante  para el siguiente paso.

 
        

Durante la marcha, el peso del cuerpo en el pie viene de medial entonces la fuerza dada por el suelo es lateral; para enviar el peso al otro pie, el pie empuja hacia lateral y la fuerza del suelo esta hacia medial.

 


 En la marcha, primero hay una fuerza posterior, porque estamos detrás del apoyo de nuestro pie en el suelo; después hay una fuerza hacia anterior porque empujamos hacia atrás (y nuestro cuerpo está delante del pie apoyado).



 



BIBLIOGRAFÍA/WEBOGRAFIA:




Revistas científicas referentes 

- Villa Moreno A, Gutiérrez Gutiérrez E, Pérez Moreno JC. Consideraciones para el análisis de la marcha humana. Técnicas de videogrametría, electromiografía y dinamometría. Revista Ingeniería Biomédica. 2008;2(3):16-26.



- Collado Vázquez, S. Análisis de la marcha humana con plataformas dinamométricas. Influencia del transporte de carga. [Tesis Doctoral]. Madrid: Universidad complutense de Madrid, Facultad de Medicina;2002.



Referencias a otras páginas de profesionales 


- Estudio biomecánico del pie por “Clinisalud”:



Otro contenido multimedia (de otras web) de correlación

- Análisis digital de la marcha:



- Técnica low-cost para el análisis de la marcha:


- Análisis biomecánico de la marcha:



- Análisis de la marcha en pacientes con daño cerebral:


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