n
Donald A. Neumann
CINESIOLOGIA
do APARELHO
MUSCULOESQUELÉTICO
Fundamentos para Reabilitação
TRADUÇÃO DA 2ª EDIÇÃO
capa.indd 1
26/5/2011 09:25:31
Características Especiais
200
Seção II
Extremidade Superior
Capítulo 8
Ilustrações em cores trazem a
cinesiologia à realidade e proporcionam
ao leitor uma compreensão completa dos
conceitos do livro.
Braquial
Bíceps
Braquiorradial
Braquiorradial
FIGURA 6-36. Vista lateral, mostrando a linha de força dos três flexores
primários do cotovelo. O braço de momento (linhas pretas espessas) de
cada músculo é desenhada segundo uma escala aproximada. Note que
o cotovelo foi flexionado a cerca de 100 graus, colocando o tendão do
bíceps a 90 graus de inserção no rádio. Veja maiores detalhes no texto.
O eixo mediolateral de rotação do cotovelo é mostrado, atravessando o
capítulo.
Cirurgia de “Transferência de Tendão” para Restaurar Equilíbrio Cinético e Função na Mão Parcialmente
Desnervada: um Olhar sobre a Cinesiologia Subjacente
Os nervos mediano, ulnar e radial são vulneráveis a lesões, uma vez
que correm através de todo o membro superior. Os nervos podem ser
gravemente comprimidos ou estirados, lacerados por osso fraturado
ou penetrados por objetos estranhos, incluindo vidro, faca ou um
projétil. Esses mesmos nervos também podem ser comprometidos
em neuropatias. Lesões ou patologias comprometendo esses nervos
periféricos podem causar graus variados de paralisia muscular, perda
de sensibilidade e alterações tróficas na pele.
Os prejuízos resultantes de uma lesão ou neuropatia de nervo
periférico podem ter efeitos funcionais devastadores sobre a região
comprometida do corpo. Especialmente com lesões de nervos periféricos, certas ações musculares do punho e da mão podem ser completamente perdidas. Além disso, a pele na região associada se torna
vulnerável a lesões em razão da perda de sensibilidade. A paralisia
muscular seletiva resulta em um desequilíbrio cinético através da
articulação ou articulações, aumentando, desse modo, a probabilidade
de deformidade. Consideremos, por exemplo, uma laceração completa
do nervo mediano ao nível do punho. A paralisia dos músculos da
eminência tenar pode incapacitar completamente o importante movimento de oposição do polegar. Sem intervenção terapêutica, o polegar
também pode desenvolver uma contratura em adução e rotação lateral
em virtude da tração sem oposição de (1) o nervo ulnar — adutor do
polegar inervado —, e (2) o nervo radial — extensor longo do polegar
inervado. Essa deformidade é a antítese da posição de oposição.
A lesão dos principais nervos do membro superior frequentemente
resulta em um padrão previsível de paralisia muscular, perda sensitiva
e deformidade potencial. (Ilustrações neuroanatômicas como as contidas no Apêndice II, Parte B podem servir como guias úteis para prever
quais músculos podem ser paralisados depois de uma lesão nervosa.)
A regeneração de um nervo traumatizado com retorno de função
motora e sensitiva é fisiologicamente possível; entretanto, a extensão
do crescimento neuronal depende de vários fatores, incluindo a continuidade da bainha de tecido conjuntivo (tubo endoneural) que circunda os axônios individuais. Lesões de esmagamento e tração que
deixam intacto o tubo endoneural mas destroem o axônio têm um
melhor prognóstico de regeneração.96 Após uma completa laceração
do axônio e tubo endoneural, o reparo cirúrgico do nervo é um prérequisito necessário para a regeneração. Em circunstâncias ideais, um
nervo periférico pode se regenerar a uma velocidade de cerca de 1
mm/dia (ou cerca de 2,5 cm/mês). Durante esse tempo, os terapeutas
Torque (kg-cm)
FIGURA 6-35. O músculo braquiorradial direito é mostrado “em evidência” sobre o cotovelo, durante uma ativação isométrica de esforço
máximo.
Torque Gerado pelos Músculos Flexores do Cotovelo
A Figura 6-36 mostra a linha de força dos três flexores primários
mários
do cotovelo. A força do torque de flexão varia consideravelmente
lmente
de acordo com a idade,23 sexo, treinamento muscular,76 velocidade
ocidade
de contração muscular e posicionamento das articulações
ões no
membro superior.84 De acordo com um estudo relatado porr Gallagher e colaboradores,23 o lado dominante produzia níveis signifi
signifififlexão.
cativamente mais altos de torque, trabalho e potência à flexão.
Porém, não foram observadas diferenças significativas entre a
extensão do cotovelo e a pronação e supinação do antebraço.
aço.
Em indivíduos saudáveis de meia-idade, foram relatados torques
de flexão em esforço máximo de 725 kg-cm para homenss e 336
kg-cm para mulheres (Tabela 6-6).4 Estes dados mostram que os
torques de flexão são cerca de 70% maiores do que os de extensão.
tensão.
Porém, no joelho, que é funcionalmente análogo ao cotovelo
velo na
extremidade inferior, o diferencial de força favorece os músculos
úsculos
extensores, em magnitudes aproximadamente similares. É provável
rovável
que esta diferença seja devida ao fato que as demandas funcionais
cionais
impostas aos flexores do cotovelo são relativamente maiores
ores do
que aquelas impostas aos flexores do joelho.
Os torques de flexão do cotovelo produzidos durante a supinação do antebraço são cerca de 20% a 25% maiores do que
aqueles observados durante a pronação total da articulação..62 Esta
dicular
diferença se deve, principalmente, à maior distância perpendicular
Homens
Mulheres
Flexão
Extensão
Pronação
Supinação
725 (154)
421 (109)
73 (18)
91 (23)
336 (80)
210 (61)
36 (8)
44 (12)
Dados de Askew LJ, An KN, Morrey BF, Chao EY: Isometric elbow strength in normal individuals,
Clin Orthop Relat Res 222:261, 1987.
Os desvios-padrão estão entre parênteses. Os resultados foram obtidos de 104 indivíduos saudáveis;
X idade homens = 41 anos,X idade mulheres = 45,1 anos. O cotovelo é mantido em 90 graus de
flexão, com rotação neutra do antebraço. Os dados mostrados são apenas do membro dominante.
N N-m/kg-cm.
F O Q U E E S P E C I A L 5 - 3
Conversões: E
0,098
Capítulo 5
Complexo do Ombro
137
O “Ajuste Frouxo” da Articulação Glenoumeral: um Problema de Instabilidade Inerente
E N F O Q U E
E S P E C I A L
6 -4
VBBraquial:
ra
o Maior Trabalhador dentre os Flexores do
árias características anatômicas da articulação glenoumeral (GU)
contribuem para um esquema que favorece a mobilidade e desfavorece
a estabilidade. A superfície articular da cavidade glenoide cobre
Cotovelo
somente aproximadamente um terço da superfície articular da cabeça
umeral. Essa
diferença
de tamanho
permite
que uma opequena
da
lém de
ter a maior
área de secção
transversal,
músculoparte
braquial
cabeça umeral
contatoo com
cavidadedeglenoide
qualquer
tambémfaça
apresenta
maiora volume
todos osemflexores
do
posição
do ombro.
umO adulto
o diâmetro
longitudinal
da
cotovelo
(Tabela Em
6-5).
volumenormal,
muscular
pode ser
medido pelo
cabeça
umeral
é aproximadamente
1,9 vez
do 3que
o diâmetro
registro
do volume
de água deslocado
O maior
volume
pelo maior
músculo.
longitudinal
cavidade
5-24). Ouma
diâmetro
transverso da
muscularda
apresenta
maior capacidade
de
sugere
que oglenoide
músculo(Fig.
cabeça
umeral
aproximadamente
vezes maioro “maior
do quetrabalhador”
o diâmetro
trabalho.
Poréesta
razão, o braquial2,3
é considerado
6
transverso
oposto
da cavidade
glenoide.
é frequentedentre os
do cotovelo.
Isto Asearticulação
deve, em GU
parte,
à grande
flexores
mente
descritadecomo
umadoarticulação
bolatambém
e soquete,
essa
capacidade
trabalho
músculo, mas
a seuembora
envolvimento
descrição
dêtodos
a impressão
de quedea flcabeça
úmero caiba
exão dodocotovelo,
sejam
ativo em
os tipos errônea
de atividades
dentro
darealizados
cavidade de
glenoide.
A real ou
estrutura
articulaçãoàGU
parece
estes
forma rápida
lenta oudacombinados
supinação
mais
uma bola
uma moedaà de
25o
e àcom
pronação.
Umade
vezgolfe
que opressionada
braquial se contra
insere distalmente
ulna,
centavos
de dólar.
Esta formaouóssea
oferecenão
pouca
ou nenhuma
estamovimento
de pronação
supinação
influencia
seu compribilidade
articulação
vezdedisso,
a integridade mecânica da
mento,à linha
de forçaGU;
ou em
braço
momento.
articulação é mantida principalmente por meio de mecanismos envolvendo os músculos adjacentes e os ligamentos capsulares.
Por muitas razões, os ligamentos capsulares podem não conseguir
suportar e estabilizar adequadamente a articulação GU. Essa falta de
suporte é manifestada por excessiva translação da cabeça umeral.
Embora algum grau de frouxidão seja normal na articulação GU, a
frouxidão excessiva não é.201 Uma condição de frouxidão excessiva ou
“jogo articular”, associada a amplas translações do úmero proximal
relativas à glenoide, é frequentemente relatada como uma instabilidade do ombro. Um diagnóstico de instabilidade do ombro tipicamente
significa que a frouxidão excessiva está associada a dor, apreensão
ou perda de função.76
Apesar de a instabilidade da articulação GU poder ocorrer em
múltiplas direções, a maioria dos casos exibe movimentação exces-
siva anterior e inferiormente. Em alguns casos, uma articulação GU
instável pode contribuir para subluxação ou deslocamento. A subluxação na articulação GU é definida como uma separação incompleta
das superfícies articulares, frequentemente seguida por realinhamento espontâneo. O deslocamento na articulação GU, ao contrário,
é definido como uma separação completa das superfícies articulares
sem realinhamento espontâneo. Normalmente, uma articulação
deslocada precisa ser rearticulada por uma manobra de manipulação
realizada por outra pessoa ou pelo próprio indivíduo.
A instabilidade da articulação GU está frequentemente associada
a um alinhamento menor do que o ideal e uma interrupção da
artrocinemática que, com o tempo, pode dar lugar a um estresse que
danifica os tecidos moles articulares. Não é sempre claro se a instabilidade do ombro é mais o resultado ou a causa da artrocinemática
anormal. A patomecânica da instabilidade do ombro é pouco compreendida e ocupa um lugar de destaque no interesse de terapeutas,
pesquisadores e cirurgiões.16,25,201
No fim das contas, a estabilidade na articulação GU é alcançada por
uma combinação de mecanismos passivos e ativos. Os mecanismos
ativos dependem das forças produzidas pelo músculo. Essas forças são
fornecidas principalmente pela natureza envolvente do grupo do manguito rotador. Os mecanismos passivos, por outro lado, dependem principalmente mais de outras forças do que da atividade muscular. Em uma
articulação GU, os mecanismos passivos incluem (1) restrição produzida
pela cápsula, ligamentos, lábio glenoidal e tendões; (2) suporte mecânico
indicado na postura escapulotorácica; e (3) pressão intracapsular negativa. Por causa da variabilidade e da complexidade da maioria dos
movimentos de ombro, uma combinação de mecanismos passivos e
ativos é tipicamente necessária para garantir a estabilidade articular.
Esse importante e multifacetado tópico sobre estabilidade da articulação
GU será um tema recorrente por todo o capítulo.
A
frequentemente assumem um importante papel terapêutico, incluindo
educar o paciente acerca da condição médica, ministrar exercícios
selecionados de fortalecimento e alongamento, desenvolver um treinamento para compensar fraqueza muscular persistente e aplicar talas
para reduzir a deformidade e ajudar ou compensar o movimento ativo
perdido.
Em casos nos quais a paralisia após lesão nervosa parece permanente, os cirurgiões podem realizar uma “transferência de
tendão”.92 Esse procedimento cirúrgico muda o trajeto do tendão de
um músculo inervado de tal maneira que toda ou partes das ações
perdidas do músculo paralisado sejam restauradas. Uma cirurgia de
transferência de tendão é particularmente indicada quando a paralisia
diminui significativamente o desempenho de uma função importante
— como a perda da oposição do polegar. Uma transferência de
tendão para restaurar oposição do polegar é chamada oponenteplastia. Embora muitos tipos de técnicas de oponenteplastia tenham sido
descritas, um método comum envolve redirecionar cirurgicamente o
tendão do flexor superficial dos dedos (do dedo anular) para o polegar
(Fig. 8-62, A).33 A divisão natural no tendão superficial é expandida e,
a seguir, o tendão dividido é suturado a ambos os lados da articulação
MCF do polegar, no ponto de fixação do abdutor curto do polegar. Em
uma tentativa de imitar a linha de força dos músculos tenares paralisados, o tendão transferido é preso por uma polia de tecido conjuntivo
à inserção distal do músculo flexor ulnar do carpo. A restauração da
abdução e da rotação medial do polegar é essencial para o sucesso
da operação (Fig. 8-62, B). Os terapeutas precisam desenvolver
métodos criativos para treinar pacientes para usar a unidade musculotendínea transferida para desempenhar sua nova ação. O treinamento é grandemente melhorado se o paciente tiver pelo menos
sensibilidade parcial nos dedos comprometidos e se o músculo transferido for um sinergista natural daquele paralisado.
Diversos tipos diferentes de cirurgias de transferência de tendão
foram desenvolvidos durante os anos para uso após lesão nervosa na
extremidade superior distal.9,10,33 A escolha específica da cirurgia
depende da localização e da extensão do dano nervoso, da perda de
função, da quantidade de sensibilidade residual e da amplitude de
movimento passivo das articulações comprometidas. Igualmente
importante é a disponibilidade de uma unidade musculotendinosa para
transferência cirúrgica. De particular interesse para o cirurgião é o
potencial de torque máximo do músculo transferido. Uma vez que o
Quadros de Conexões Clínicas
Adicionais realçam ou expandem um
conceito clínico particular associado
com a cinesiologia analisada no capítulo.
Continua
Li
ga
me
ômio
nto
A cr
co
ço subacrom
rac
pa
ial
oa
Es
cro
mi
al
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 8-1
TABELA 6-6. Média de Torques Internos Isométricos
Máximos pelo Cotovelo e Antebraço
Movimento
289
Mão
L
O
N
G
I
VERSO
NS T
TRA
U
D
I
N
A
L
Quadros de Enfoque Especial
apresentam numerosos exemplos clínicos
de como aplicar a cinesiologia discutida à
prática clínica.
L
O
N
G
I
TRANS T
U VER
SO
D
I
N
A
L
Processo coracoide
Tendão do bíceps braquial
(cabeça longa)
Lábio glenoidal
Cápsula
inferior
FIGURA 5-24. Vista lateral da articulação glenoumeral direita com a articulação aberta para
expor as superfícies articulares. Note a extensão do espaço subacromial abaixo do arco
coracoacromial. Normalmente esse espaço é
preenchido com o músculo supraespinal e seu
tendão, e a bursa subacromial. Os diâmetros
longitudinal e horizontal estão ilustrados em
ambas as superfícies articulares.
Capítulo 8
1 Compare a mobilidade relativa permitida nos arcos transversos
4
5
6
7
8
C a p í t ulo
9
4
11
12
13
14
15
um osso metacárpico fraturado em uma posição de flexão da articulação metacarpofalangeana e quase extensão da articulação
interfalangeana. Qual é a razão para assim proceder? Que músculo
poderia eventualmente tornar-se retesado (contraído) a partir desta
posição paliativa prolongada?
Uma pessoa com um nervo ulnar lesado ao nível do osso pisiforme
tipicamente mostra acentuada fraqueza da adução da articulação
carpometacarpiana do polegar. Por que seria isso? Que músculo
poderia substituir uma parte da perda de adução nessa articulação?
De que modo a estrutura articular em forma de sela da articulação
carpometacarpiana do polegar influencia a artrocinemática da
flexão e extensão e da abdução e adução?
Classifique a mobilidade passiva das articulações carpometacarpianas da mão em ordem crescente. Qual é o significado funcional
desse padrão de mobilidade?
Um paciente mostra pronunciada fraqueza em movimentos ativos
de abdução e adução dos dedos e para fazer uma “pinça de chave”.
Além disso, o paciente mostra atrofia do músculo da eminência
hipotenar e sensibilidade diminuída na margem ulnar da mão e
antebraço distal. Com base na informação apresentada no Apêndice
II, Partes A a D, que raízes espinhais são mais provavelmente associadas a esses prejuízos?
Suponhamos que uma pessoa tem um tendão flexor profundo dos
dedos (FPD) lacerado no nível da polia A4. Além disso, a pessoa
relata que as tentativas de cerrar um punho resultam em extensão
em vez de flexão da articulação interfalangeana distal do dedo
anular. (Essa observação é muitas vezes chamada pelos clínicos
“extensão paradoxal”.) Favor oferecer uma possível explicação
cinesiológica para este fenômeno.
Respostas às perguntas de estudo podem ser encontradas no fim do livro.
168
Seção III
Extremidade Su
Superior
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Quadros de Referência Espacial, 87
ENCONTRANDO AS SOLUÇÕES,
96KN, Browne AO, Korinek S, et al
FUNDAMENTAIS DE BIOMECÂNICA, 77
Forças e Torques, 88
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9
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Análise Estática, 97
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A Primeira Lei de Newton: Lei da Inércia,78
de Força, 88
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98
A Segunda Lei de Newton: Lei da
Contrastando Forças e Torques Internos
5. Bagg SD, Forrest WJ: A biomechan
biomechanical analysis of scapular rotation
Análise Dinâmica, 104
Aceleração, 79
versus Externos, 91
scapular plane. Am J Phys Med Rehabil
Sistemas de Medida Cinemática,during
104 arm abduction in the scapul
A Terceira Lei de Newton: Lei da
A Influência da Mudança do Ângulo da
67:238-245, 1988.
Sistemas de Medida Cinética, 106
Ação-Reação, 83
Articulação, 92
6. Bagg SD, Forrest WJ: Electromyograp
Electromyographic study of the scapular rotators
Comparando Dois Métodos para a
during arm abduction in the scapular plane. Am J Phys Med 65:111-124,
CONEXÕES CLÍNICAS ADICIONAIS,
108
INTRODUÇÃO À ANÁLISE DO MOVIMENTO:
Determinação do Torque ao Redor de
1986.
RESUMO, 112
AJUSTANDO O LOCAL PARA ANÁLISE, 83
uma Articulação, 93
7. Barber FA, Ryu RK, Tauro JC: Should first time anterior shoulder dislocaREFERÊNCIAS, 112
Antropometria, 84
Aplicação de Torques Externos
tions be surgically stabilized? Arthrosc
Arthroscopy 19:305-309, 2003.
QUESTÕES PARA ESTUDO, 1138. Barnes CJ, Van Steyn SJ, Fischer RA: T
Diagrama de Corpo Livre, 84
Manualmente durante o Exercício e o
The effects of age, sex, and shoulder
Passos para a Construção do Diagrama de
Teste de Força, 94
dominance on range of motion of th
the shoulder. J Shoulder Elbow Surg
Corpo Livre, 86
10:242-246, 2001.
9. Basmajian JV, Bazant FJ: Factors preve
preventing downward dislocation of the
adducted shoulder joint. J Bone Joint S
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superior labrum, anterior, and posterior
posterio lesions in a dynamic biomechanical model of the shoulder: The role of inferior subluxation.
J Shoulder
Elbow
uitas abordagens de tratamento utilizadas na reabilitamais complexas descritas neste capítulo; no entanto,
entender
o Surgg 7:397-401, 1998.
Bigliani LU,das
Kelkar R, Flatow EL, et aal: Glenohumeral stability. Biomeção física estão baseadas em análises e descrições preciquadro conceitual das computações, apreciando 11.
a magnitude
chanical properties of passive and acti
active stabilizers. Clin Orthop Relat Res
sas do movimento humano. Partindo da avaliação
forças que existem dentro do corpo e aplicando os conceitos
con330:13-30, 1996.
dessas análises e descrições, os danos e as limitações funcionais
tidos neste capítulo é essencial para entender as técnicas
deLU,
reabi12. Bigliani
Kurzweil PR, Schwartzba
Schwartzbach CC, et al: Inferior capsular shift
podem ser identificados, diagnósticos e prognósticos nas disfunlitação. Tal entendimento torna o trabalho clínico interessante
e
procedure for anterior-inferior
shoulde
shoulder instability in athletes. Am J Sports
ções dos movimentos podem ser formulados, intervenções podem
proporciona ao especialista um arsenal flexível, variado
e rico de 1994.
Medd 22:578-584,
13. Boardman ND, Debski RE, Warner JJJ, et al: Tensile properties of the
ser planejadas e o progresso pode ser avaliado. No entanto, o moviideias de tratamento.
superior glenohumeral and coracohu
coracohumeral ligaments. J Shoulder Elbow
mento humano é geralmente bastante complexo, normalmente
Surgg 5:249-254, 1996.
influenciado por uma interação vertiginosa de fatores ambientais,
14. Borstad JD: Resting position variab
variables at the shoulder: Evidence to
AS LEIS DE NEWTON: PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS
psicológicos, fisiológicos e mecânicos. Na maioria das vezes, a
support a posture-impairment associa
association. Phys Ther 86:549-557, 2006.
análise de movimentos complexos é simplificada: inicia-se com
DE BIOMECÂNICA
15. Borstad JD, Ludewig PM: The effect o
of long versus short pectoralis minor
resting length on scapular kine
kinematics in healthy individuals.
uma avaliação básica das forças atuantes de dentro e de fora do
Orthop
Sports e
Phys Therr 35:227-238, 22005.
Biomecânica é o estudo das forças que são aplicadasJ ao
exterior
corpo e estuda-se os efeitos dessas forças em corpos rígidos hipoté16. Brophy
Marx RG: Osteoarthritis following shoulder instability. Clin
ao interior do corpo e a reação do corpo a essas forças.
No RH,
século
ticos. As leis de movimento de Newton ajudam a explicar a relação
Sports Medd 24:47-56, 2005.
XVII, Sir Isaac Newton observou que as forças estavam
relacionaentre as forças e seus efeitos nas articulações individuais, bem como
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around the shoulder girdle. J Bone Joint
das à massa e ao movimento em uma via muito previsível.
Seu
no corpo como um todo. Mesmo em um nível básico de análise,
Surg Am 23:263-272,
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Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)18.forneceu
as Nirschl
leis RP, Guidi EJ: Deb
esta informação pode ser usada para guiar as decisões do tratamento
Budoff JE,
Debridement of partial-thickness tears
the rotator
acromioplasty. Long-term follow-up and
básicas e os princípios de mecânica que formam a of
pedra
funda-cuff without acromio
e para a compreensão dos mecanismos de lesão. Uma análise
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mental para entender o movimento humano. Essas review
leis, referidas
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como lei da inércia, lei da aceleração e lei da ação-reação,
são conheestimativa das forças atuantes na articulação do quadril durante um
ligaments in anterior shoulder instab
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cidas coletivamente como leis do movimento e formam
o quadro a
exercício de elevação da perna estendida que pode necessitar de
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avançado
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VISÃO GERAL DO CAPÍTULO
neumann000.indd i
muscular depois de uma (a) neuropatia ulnar e (b) neuropatia
mediana de longa duração.
O adutor do polegar é um músculo forte que exige inserções ósseas
proximais estáveis. Depois de rever as fixações proximais do osso,
diga se esse requisito foi satisfeito.
Que movimentos na articulação carpometacarpiana do polegar
constituem oposição? Que músculos são mais responsáveis pela
execução desses movimentos individuais?
Descreva o trajeto do músculo lumbrical do dedo indicador, desde
sua inserção proximal à distal. Explicar como esse músculo pode
flexionar a articulação metacarpofalangeana e simultaneamente
estender as articulações interfalangeanas.
A Figura 8-42 mostra a linha de força do extensor longo do polegar,
do extensor curto do polegar e do abdutor longo do polegar na
articulação carpometacarpiana. Dos três músculos, qual (a) é capaz
de adução, (b) é capaz de abdução, e (c) não tem nenhum dos dois
potenciais? Finalmente, quais desses músculos são capazes de
estender a articulação carpometacarpiana?
Qual é o papel dos lumbricais e interósseos na abertura da mão
(i.e., estendendo os dedos)?
Contraste a mecânica patológica subjacente às deformidades de
pescoço de cisne e de botoeira.
Qual dos três músculos intrínsecos ilustrados na Figura 8-48 tem o
maior braço de momento para flexão da articulação metacarpofalangeana do indicador?
Princípios Biomecânicos
PETER R. BLANPIED, PT, PhD
DEBORAH A. NAWOCZENSKI, PT, PhD
M
297
10 Os clínicos frequentemente imobilizam a mão de uma pessoa com
proximal e distal da mão.
2 Liste as regiões dentro da mão nas quais você mais esperaria atrofia
3
Quadros de Visão Geral do Capítulo
apresentam uma lista dos tópicos
importantes que serão explorados.
Mão
Q U E STÕE S PAR A E STU D O
28. Cools AM, Witvrouw EE, Declercq GA, et al: Scapular muscle recruitment patterns: Trapezius muscle latency with and without impingement
symptoms. Am J Sports Med 31:542-549, 2003.
29. Cooper DE, Arnoczky SP, O’Brien SJ, et al: Anatomy, histology, and
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30. Corteen DP, Teitge RA: Stabilization of the clavicle after distal resection:
A biomechanical study. Am J Sports Med 33:61-67, 2005.
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muscle activity during selected rehabilitation exercises. Am J Sports Med
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shoulder muscles elicited from the human coracoacromial ligament.
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mechanism approach. J Biomech 11:219-225, 1978.
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muscle fatigue caused by repetitive overhead activities on scapulothoracic
and glenohumeral kinematics. J Electromyogr Kinesiol 16:224-235, 2006.
48. Ebaugh DD, McClure PW, Karduna AR: Scapulothoracic and glenohumeral kinematics following an external rotation fatigue protocol.
J Orthop Sports Phys Ther 36:557-571, 2006.
49. Ebaugh DD, McClure PW, Karduna AR: Three-dimensional scapulothoracic motion during active and passive arm elevation. Clin Biomech
(Bristol, Avon) 20:700-709, 2005.
50. Ekstrom RA, Bifulco KM, Lopau CJ, et al: Comparing the function of
the upper and lower parts of the serratus anterior muscle using surface
electromyography. J Orthop Sports Phys Ther 34:235-243, 2004.
51. Ekstrom RA, Donatelli RA, Soderberg GL: Surface electromyographic
analysis of exercises for the trapezius and serratus anterior muscles.
J Orthop Sports Phys Ther 33:247-258, 2003.
52. Ellenbecker TS, Mattalino AJ: Concentric isokinetic shoulder internal
and external rotation strength in professional baseball pitchers. J Orthop
Sports Phys Ther 25:323-328, 1997.
53. Endo K, Yukata K, Yasui N: Influence of age on scapulo-thoracic orientation. Clin Biomech (Bristol, Avon) 19:1009-1013, 2004.
Questões para Estudo
elaboradas para desafiar
o leitor a rever ou
reforçar os principais
conceitos contidos no
capítulo.
Referências demonstram a extensa
abordagem baseada em evidência deste
livro-texto.
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CINESIOLOGIA
do APARELHO
MUSCULOESQUELÉTICO
Fundamentos para Reabilitação
2ª Edição
DONALD A. NEUMANN, PT, PhD, FAPTA
Professor
Department of Physical Therapy and Exercise Science
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Ilustrações principais por:
ELISABETH ROEN KELLY, BSc, BMC
CRAIG KIEFER, MAMS
KIMBERLY MARTENS, MAMS
CLAUDIA M. GROSZ, MFA, CMI
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 2011 Elsevier Editora Ltda.
Tradução autorizada do idioma inglês da edição publicada por Mosby – um selo editorial Elsevier Inc.
Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610 de 19/02/1998.
Nenhuma parte deste livro, sem autorização prévia por escrito da editora, poderá ser reproduzida ou transmitida sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravação ou quaisquer outros.
ISBN: 978-85-352-3966-9
Copyright © 2010, 2002 by Mosby, Inc., an affiliate of Elsevier Inc.
Ilustrações de abertura de Conexões Clínicas Adicionais nos capítulos 5-15: Barcsay J: Anatomy for the Artist, ed 2, London, 1958, Spring Books
This edition of Kinesiology of the Musculoskeletal System, 2st edition by Donald A. Neumann is published by arrangement with Elsevier Inc.
ISBN: 978-0-323-03989-5
Capa
Interface/Sergio Liuzzi
Editoração Eletrônica
Futura
Elsevier Editora Ltda.
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NOTA
O conhecimento médico está em permanente mudança. Os cuidados normais de segurança devem ser seguidos, mas, como as novas pesquisas e a
experiência clínica ampliam nosso conhecimento, alterações no tratamento e terapia à base de fármacos podem ser necessárias ou apropriadas. Os leitores
são aconselhados a checar informações mais atuais dos produtos, fornecidas pelos fabricantes de cada fármaco a ser administrado, para verificar a dose
recomendada, o método e a duração da administração e as contraindicações. É responsabilidade do médico, com base na experiência e contando com
o conhecimento do paciente, determinar as dosagens e o melhor tratamento para cada um individualmente. Nem o editor nem o autor assumem
qualquer responsabilidade por eventual dano ou perda a pessoas ou a propriedade originada por esta publicação.
O Editor
CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA FONTE
SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ
N411c
Neumann, Donald A.
Cinesiologia do aparelho musculoesquelético / Donald A. Neumann ; [tradução de
Renata Scavone de Oliveira... et al.]. - Rio de Janeiro : Elsevier, 2011.
il.
Tradução de: Kinesiology of the musculoskeletal system 2/E
Apêndice
Inclui bibliografia
ISBN 978-85-352-3966-9
1. Cinesiologia. 2. Mecânica humana. 3. Sistema musculoesquelético - Doenças
- Pacientes - Reabilitação. 4. Sistema musculoesquelético - Fisiologia. 5. Biomecânica.
6. Movimento. I. Título.
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REVISÃO CIENTÍFICA
SUPERVISOR
Victor Hugo do Vale Bastos
Especialista em Neurofisiologia pelo Instituto Brasileiro de Medicina de Reabilitação (IBMR), Rio de Janeiro
Professor Adjunto do Departamento de Fisioterapia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) /
Docente do programa Multicêntrico de pós-graduação em Ciências Fisiológicas - Diamantina - Minas Gerais
Doutor em Saúde Mental pelo IPUB/UFRJ
Mestre em Motricidade Humana pela UCB
Revisores Científicos
Dionis de Castro Dutra Machado (Caps. 1-3)
Professora Substituta do departamento de fisioterapia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)
Doutoranda em Saúde Mental pela UFRJ
Mestre em Saúde Mental pela UFRJ
Especialista em Fisioterapia em Traumato-Ortopedia pela UCB
Especialista em Anatomia e Biomecânica Humana pela UCB
Juliana Bittencourt (Caps. 6, 11, 16)
Graduada em Fisioterapia pelo Centro Universitário Serra dos Órgãos - UNIFESO
Formação em Reeducação Postural Global pelo método RPG/RPM
Mestranda em Mapeamento Cerebral e Integração Sensório Motora - IPUB/UFRJ
Julio Guilherme Silva (Caps. 13 e 14)
Doutor em Saúde Mental/Aprendizagem Motora pela UFRJ
Professor Adjunto do Curso de Fisioterapia da Universidade Federal do Rio de Janeiro
Professor do Mestrado em Ciências da Reabilitação do Centro Universitário Augusto Motta (UNISUAM), RJ
Coordenador dos Cursos de Especialização em Fisioterapia Traumato-ortopédica e Fisioterapia Neurofuncional na Universidade
Gama Filho (UGF)
Luiz Carlos Soares de Oliveira (Caps. 4 e 12)
Professor da Faculdade de Reabilitação do ASCE
Mestre do Programa de Pós-graduação Strictu Sensu em Neurologia e Neurociência da Universidade Federal Fluminense (UFF)
Especialista em Fisioterapia Neurofuncional pela Associação Pestalozzi de Niterói, RJ
Luiz Claudio Miana de Faria Furtado (Caps. 9, 10)
Fisioterapeuta pela Universidade Gama Filho
Mestre em Ciência da Motricidade Humana pela Universidade Castelo Branco (UCB)
Osteopata D.O. pela Escola Brasileira de Osteopatia (EBOM)
Professor da formação em Osteopatia da Escola Brasileira de Osteopatia (EBOM)
Silmar Silva Teixeira (Caps. 7 e 8)
Coordenador e Professor da Graduação em Fisioterapia pela Universidade Veiga de Almeida (UVA)
Coordenador do Curso de Pós-graduação Lato Sensu de Fisioterapia em Ortopedia e Traumatologia e Fisioterapia em
Home Care - UVA
Professor da Pós-graduação Lato Sensu UFRJ/UGF e Associação Pestalozzi de Niterói
Doutorando em Saúde Mental pela UFRJ
Mestre em Ciência da Motricidade Humana pela UCB
Victor Hugo do Vale Bastos (Caps. 5 e 15)
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TRADUÇÃO
Andreia Oliveira Bento Alves (Cap. 5)
Pós-graduada em Fisioterapia em Unidade de Terapia Intensiva
Pós-graduada em Acupuntura
Especialista em Auriculoterapia
Especialista em Reeducação Postural Global
Graduada em Fisioterapia pela UFRJ
Arajany Coelho (Caps. 4, 11)
Especialista em Tratamento Neuroevolutivo (Conceito Bobath)
Graduada em Fisioterapia pela UFRJ
Douglas Arthur Omena Futuro (Caps. 9, 10)
Graduado em Ortopedia pela Universidade Gama Filho - Rio de Janeiro - RJ
Eneida Ritsuko Ono Kageyama (Caps. 14, 15)
Mestre em Ciências pela Faculdade de Medicina da USP
Lucia Helena Dias de Oliveira Bastos (Caps. 12, 13)
Professora Convidada da Pós-Graduação de Fisioterapia Neurológica da UGF e de Fisioterapia Traumato-Ortopédica da UGF
Mestre em Psicologia da Saúde
Pós-Graduada em Docência Superior
Fisioterapeuta do Hospital Estadual Getúlio Vargas e do Instituto Nacional de Traumatologia e Ortopedia
Mônia Sartoratto (Cap. 7)
Fisioterapeuta pela Universidade Adventista de São Paulo (UNASP)
Nelson Gomes de Oliveira (Cap. 8)
Médico do Trabalho da PETROBRAS
Renata Scavone (Caps. 1-3, 6)
Médica Veterinária formada pela FMVZ-USP
Doutora em Imunologia pelo ICB-USP
Tatiana Ferreira Robaina (Índice)
Cirurgiã-dentista pela Universidade Federal de Pelotas-UFPEL
Especialista em Metodologia do Ensino pela Universidade Federal do Mato Grosso do Sul-UFMS
Especialista em Estomatologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro-UFRJ
Mestrado em Patologia Bucal pela Universidade Federal Fluminense-UFF
Doutoranda em Microbiologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro-UFRJ
Professora Substituta de Estomatologia da Faculdade de Odontologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro-UFRJ
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Para aqueles cujas vidas foram fortalecidas
pelas dificuldades e alegrias do aprendizado
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O Autor
Donald A. Neumann
Don nasceu na cidade de Nova York, Estados Unidos, e era o mais velho de cinco irmãos. Ele
é filho de Charles J. Neumann, meteorologista, cujo trabalho na previsão de furacões é mundialmente conhecido, e que viveu por 60 anos sob os efeitos da pólio, contraída durante
“caçadas a furacões” no Mar do Caribe, na década de 1950. Don cresceu em Miami, na Flórida,
onde se localiza o United States Weather Bureau e sua mãe, Betty, e seu pai moram lá até
hoje.
Logo após terminar o ensino médio, Don sofreu um grave acidente de moto. Depois de
muita fisioterapia, ele a escolheu como profissão. Em 1972, começou a estudar e a praticar a
fisioterapia, sendo graduado assistente de fisioterapeuta pelo Miami Dade Community College
em um curso de 2 anos. Em 1976, Don foi graduado bacharel em fisioterapia pela University
of Florida. Começou a trabalhar como fisioterapeuta no Woodrow Wilson Rehabilitation
Center no estado americano da Virgínia, onde se especializou na reabilitação de pacientes com
lesões na medula espinal. Em 1980, Donald entrou na University of Iowa, onde fez mestrado
em educação científica e doutorado em ciência do exercício.
Em 1986, Don começou sua carreira acadêmica como docente, escritor e pesquisador no Department of Physical Therapy
da Marquette University. Como professor, seus esforços se concentraram na cinesiologia por esta se relacionar à fisioterapia,
à anatomia e à reabilitação de indivíduos com lesões medulares. Don continuou atuando como fisioterapeuta em período
parcial, até 2002, trabalhando principalmente na área de reabilitação após lesões medulares, ortopedia ambulatorial e geriatria.
Hoje, segue sua carreira acadêmica como professor em tempo integral na Marquette University.
O Dr. Neumann recebeu muitos prêmios por sua bolsa em fisioterapia (www.marquette.edu). Além de receber muitas
conedecorações de prestígio por sua atuação como docente e pesquisador da American Physical Therapy Association, o Dr.
Neumann recebeu o Prêmio de Docente do Ano na Marquette University em 1994 e, em 2006, foi nomeado Professor Universitário do Ano de Wisconsin pela Carnegie Foundation. Em 2008, Donald passou a integrar a American Physical Therapy
Association.
Ao longo dos anos, os projetos de pesquisa e docência do Dr. Neumann foram financiados pela National Arthritis Foundation e pelos Paralyzed Veterans of America. Ele publicou muitos trabalhos acerca de métodos de proteção de quadris artríticos
ou dolorosos por forças lesivas. Don recebeu diversas Bolsas Fullbright para lecionar cinesiologia na Kaunas Medical University, na Lituânia (2002), na Semmelweis Medical University, em Budapeste, Hungria (2005 e 2006), e na Shinshu University,
em Matsumoto, Japão (2009 e 2010). Em 2007, Neumann recebeu o título de doutor honorário da Lithuanian Academy of
Physical Education, localizada em Kaunas, na Lituânia. Donald é também editor associado do Journal of Orthopaedic & Sports
Physical Therapy.
Don vive com sua esposa, Brenda, e dois cães em Wisconsin; seu filho, Donald Jr. (“Donnie”) e a família, assim como sua
enteada, Megann, também moram em Wisconsin. Fora do trabalho, Donald gosta de fotografia, música de vários estilos e
montanhismo, além de prestar muita atenção ao tempo.
Sobre as Ilustrações
A coleção de arte desta edição sofreu uma extensa transformação desde a primeira edição. Parte desta arte é nova, outra foi
bastante modificada e quase todas as ilustrações foram colorizadas. Muitas das mais de 700 ilustrações são originais, produzidas
durante a compilação das duas primeiras edições deste texto. As ilustrações foram primeiramente concebidas pelo Dr. Neumann
e, então, meticulosamente transformadas em seu estado pré-coloração pela talentosa Elisabeth Roen Kelly. O Dr. Neumann
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Sobre o autor
declarou: “A arte direcionou muito de minha escrita. Tinha que entender completamente
um dado conceito cinesiológico, em seu nível mais essencial, para explicar a Elisabeth o
que, exatamente, precisava ser desenhado. Neste sentido, as ilustrações me mantiveram
honesto; somente escrevi o que realmente entendi.”
O Dr. Neumann e a Sra. Kelly produziram três formas primárias de ilustrações para este
texto. Elisabeth desenhou a anatomia de ossos, articulações e músculos à mão, criando
detalhadíssimas ilustrações à pena e tinta (Figura 1). Estas ilustrações eram iniciadas por
uma série de esboços a lápis, muitas vezes baseados em espécimes anatômicos cuidadosamente dissecados pelo Dr. Neumann. O uso de pena e tinta foi decidido para dar ao material
uma qualidade orgânica e clássica. Nesta edição, estes desenhos foram coloridos por uma
equipe talentosa e dedicada: Craig Kiefer, Kimberly Martens (do estúdio Martens & Kiefer)
e Claudia Grosz. Craig Kiefer, que liderou a equipe de colorização, trabalhou diligente-
Bainhas
digitais fibrosas
Ligamento colateral
(partes cordão e acessória)
Placas palmares
Bainha digital fibrosa
o
2
Ligamentos metacarpais
transversos profundos
m
Tendão flexor
profundo dos dedos
po
ar
ac
et
Tendão flexor
superficial
dos dedos
FIGURA 1
mente com o Dr. Neumann para desenvolver um processo de adição de cor que mantivesse
a integridade do traçado original da Sra. Kelly.
A segunda forma de arte usada foi a sobreposição de mídias artísticas, integradas através
do uso de um software de computação (Figura 2). Muitas vezes, Neumann e Kelly começavam com uma fotografia que era transformada em um traçado simplificado de um indivíduo realizando um dado movimento. Imagens de ossos, articulações e músculos foram,
então, eletronicamente inseridas no esboço humano. A sobreposição de diversas imagens
biomecânicas realçou, ainda mais, a ilustração resultante. O desenho final mostra conceitos
biomecânicos específicos e, muitas vezes, bastante complexos, de maneira relativamente
simples, preservando a forma e a expressão humanas. A coloração final foi habilmente feita,
principalmente, pela equipe de Kiefer, Martens e Grosz.
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Sobre o autor
A
B
Esternocleidomastóideo
Trapézio superior
Trapézio medial
Esplênio da cabeça
e esplênio cervical
Músculos
transversoespinais
(multífidos)
Longuíssimo
da cabeça
Latíssimo do dorso
Transverso
do abdome
Oblíquo interno
do abdome
Oblíquo
externo
do abdome
Eretores da coluna
Glúteo máximo
FIGURA 2
Uma terceira forma de arte foi especificamente desenvolvida por Neumann e Kelly para
esta edição (Figura 3). Com a ajuda do software, espécimes anatômicos preparados foram
transformados em formatos tridimensionais texturizados. A profundidade e precisão anatômica dessas imagens proporcionam importantes esclarecimentos acerca da cinesiologia
associada.
Vista posterossuperior
Metatars
os
Navic
ne iforme
Cu
s
ula
r
FI
FL
FI
FL
FM
FM
Articulação cuneonavicular
FM Faceta Medial
FI Faceta Intermédia
FL Faceta Lateral
Articulação cuboideonavicular
Cuboide
Tubérculo do
5º Metatarso
(Processo
Faceta para a estiloide)
articulação
calcaneocuboidea
Complexo articular
intercuneiforme e cuneocuboideo
FIGURA 3
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Colaboradores
Peter R. Blanpied, PT, PhD
Guy G. Simoneau, PT, PhD
Professor, Physical Therapy Department, University of Rhode
Island, Kingston, Rhode Island.
http://www.uri.edu/
O Dr. Blandpied recebeu seu treinamento básico no Ithaca
College, graduando-se como bacharel em fisioterapia em 1979.
Após clinicar na reabilitação aguda de adultos e na área esportiva,
retornou à escola e completou o mestrado em fisioterapia na
University of North Carolina, em 1982, especializando-se em
terapia musculoesquelética, e terminou o doutorado na University of Iowa, em 1989. Desde então, está na University of Rhode
Island, como professor das áreas de biomecânica, pesquisa e
terapêutica musculoesquelética. Além de continuar a clinicar,
atua na pesquisa, financiada, e é autor de muitos artigos publicados e apresentações profissionais nacionais e internacionais. É
editor associado do Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy
e ativo na Seção de Pesquisa da APTA. Mora em West Kingston,
com a esposa Carol (que também é fisioterapeuta) e seus dois
filhos.
Professor, Department of Physical Therapy, Marquette University, Milwaukee, Wisconsin.
http://www.marquette.edu/
O Dr. Simoneau recebeu o grau de bacharel em fisioterapia
na Université de Montréal, Canadá, fez mestrado em educação
física (medicina esportiva) na University of Illinois em UrbanaChampaign, Illinois, e doutorado em exercício e ciência esportiva (estudos da locomoção) na The Pennsylvania State University,
State College, Pennsylvania, onde grande parte de seu trabalho
foi focado no estudo da marcha, da corrida e da postura. O Dr.
Simoneau é docente do Department of Physical Therapy da
Marquette University desde de 1992. Suas principais áreas de
docência são a ortopedia e a fisioterapia esportiva. Também
publicou diversos capítulos em livros e artigos de pesquisa sobre
tópicos relacionados à ortopedia/fisioterapia esportiva e à biomecânica. O Dr. Simoneau recebeu financiamento dos National
Institutes of Health (NIH), do National Institute of Occupational Safety and Health, da Arthritis Foundation e da Foundation for Physical Therapy, entre outros. Seu trabalho de docência
e pesquisa foi reconhecido por diversos prêmios nacionais da
American Physical Therapy Association. Em 2007, Guy recebeu
o título de doutor honorário da Lithuanian Academy of Physical
Education, localizada em Kaunas, na Lituânia. Atualmente, o Dr.
Simoneau é editor-chefe do Journal of Orthopaedic & Sports Physical
Therapy. Em seu tempo livre, Guy gosta de viajar e praticar
escalada.
Sandra K. Hunter, PhD
Associate Professor, Exercise Science Program, Marquette University, Milwaukee, Wisconsin.
http://www.marquette.edu/
A Dra. Hunter é bacharel em educação física pela University
of Sydney, graduada em ciência do movimento humano pela
Wollongong University e doutora em exercício e ciência do
esporte (fisiologia do exercício) pela University of Sydney, onde
sua pesquisa focou a função neuromuscular relacionada ao envelhecimento e ao treinamento. A Dra. Hunter se mudou para
Boulder, no Colorado, em 1999, assumindo o cargo de pesquisadora associada pós-doutora no Neurophysiology of Movement
Laboratory, dirigido pelo Dr. Roger Enoka. Sua pesquisa era
focada nos mecanismos de fadiga neuromuscular durante a realização de diversas tarefas. É membro do Exercise Science
Program no Department of Physical Therapy da Marquette University desde 2003, onde sua área primária de docência é a
fisiologia avançada do exercício e os métodos de pesquisa. O
atual programa de pesquisa da Dra. Hunter pretende compreender os mecanismos de fadiga neuromuscular e os distúrbios da
função muscular em populações clínicas submetidas a diferentes
tarefas. Ela é autora de diversos capítulos de livros, muitos artigos
de pesquisa e apresentações nacionais e internacionais. A Dra.
Hunter recebeu financiamento dos National Institutes of Health
(NIH), incluindo o National Institute of Aging e o National
Institute of Occupational Safety and Health, assim como de
outras agências. Faz parte da comissão editorial do Journal of
Applied Physiology. Em seu tempo livre, Sandra gosta de viajar,
acampar, escalar, andar de bicicleta e, às vezes, pratica triatlon.
Mora em Wisconsin com o marido Jeff e a filha Kennedy.
Colaboradores Originais
David A. Brown, PT, PhD
Associate Professor and Associate Chair for Post-Professional
Education, Department of Physical Therapy & Human Movement Sciences, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, Illinois.
http://www.feinberg.northwestern.edu/
O Dr. Brown é filho de um fisioterapeuta, Elliott. David
terminou o mestrado na Duke University em 1983 e recebeu o
título de doutor em ciência do exercício da University of Iowa,
em 1989. Atualmente, é diretor do NUPTHMS Locomotor
Control Laboratory. Sua área de especialidade clínica é a neurorreabilitação, com ênfase na locomoção após acidente vascular
encefálico. Atuando como educador e cientista, o Dr. Brown é
o inventor de quatro patentes, incluindo a do KineAssist Walking
and Balance System, e é autor de muitos artigos publicados.
Recebeu financiamento dos National Institutes of Health,
Department of Education, Department of Veterans Affairs e
Foundation for Physical Therapy. Dr. Brown é casado, tem um
filho e gosta de escaladas, andar de bicicleta, viagens, música
clássica, teatro e literatura americana.
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xiv
Colaboradores
A. Joseph Threlkeld, PT, PhD
Associate Professor, Department of Physical Therapy, Creighton
University, Omaha, Nebraska.
http://www.spahp2.creighton.edu/
Graduado em fisioterapia em 1976, pela University of Kentucky, Lexington, Kentucky, o Dr. Threlkeld atua no manejo
clínico de disfunções musculoesqueléticas, principalmente a
artrite e doenças relacionadas. Em 1984, completou seu doutorado em anatomia, com foco no remodelamento da cartilagem
articular. Atualmente, é diretor do Rehabilitation Science Research
Laboratory na Creighton University. O Dr. Threlkeld leciona
cursos de cinesiologia e patomecânica e também dá aulas sobre
eletrofisiologia e próteses a estudantes de fisioterapia. Sua pesquisa
investiga o papel da carga dos membros inferiores na geração,
controle e reabilitação dos padrões da marcha patológica. Entre
seus hobbies, inclui-se a música, o remodelamento de sua casa e
passeios a cavalo.
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Deborah A. Nawoczenski, PT, PhD
Professor, Program in Physical Therapy, School of Health Sciences
and Human Performance,Ithaca College, Rochester, New York.
http://faculty.ithaca.edu/
A Dra. Deborah Nawoczenski é bacharel em fisioterapia e
mestre em educação pela Temple University, na Filadélfia. É
também doutora em ciência do exercício (biomecânica) pela
University of Iowa, Iowa City. A Dra. Nawoczenski é codiretora
do Movement Analysis Laboratory no Campus Rochester da
Ithaca College. Sua pesquisa se concentra na biomecânica dos
pés e calcanhar. Ela também é Professora Assistente Adjunta de
Ortopedia na School of Medicine and Dentistry na University of
Rochester, Rochester, Nova IYork. Faz parte do corpo editorial do
Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy e foi coeditora da
edição dupla especial sobre pés e calcanhares. A Dra. Nawoczenski
é coautora e coeditora de dois livros: Buchanan LE, Nawoczenski
DA (eds):Spinal Cord Injury: Concepts and Management Approaches,
e Nawoczenski DA, Epler ME (eds): Orthotics in Functional Rehabilitation of the Lower Limb.
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Consultores
Francisco Alencar, PhD, DDS
Marquette University College of Dentistry
Milwaukee, Wisconsin
Carlyn Alt, PT, PhD
Physical Therapy Program
University of Wisconsin-Milwaukee
Milwaukee, Wisconsin
Paul D. Andrew, PT, PhD
Department of Physical Therapy
School of Rehabilitation Sciences
Hyogo University of Health Sciences
Kobe, Japan
James W. Bellew, EdD, PT
Associate Professor
Krannert School of Physical Therapy
College of Health Sciences
University of Indianapolis
Indianapolis, Indiana
Teri Bielefeld, PT, CHT
Zablocki VA Medical Center
Milwaukee, Wisconsin
Paul-Neil Czujko, PT, DPT, OCS
Stony Brook University
Physical Therapy Program
Stony Brook, New York
Kevin Farrell, PT, OCS, FAAOMPT, PhD
Physical Therapy
Saint Ambrose University
Davenport, Iowa
McKenzie L. Fauth, DPT
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Michael Karegeannes, PT, LAT, MHSc
Freedom Physical Therapy Services
Fox Point, Wisconsin
Jeremy Karman, PT
Physical Therapy Department
Aurora Sports Medicine Institute
Milwaukee, Wisconsin
Rolandas Kesminas, MS, PT
Lithuanian Academy of Physical Education
Applied Physiology and Physiotherapy Department
Kaunas, Lithuania
Ted King, PhD, OTR
Occupational Therapy Program
University of Wisconsin—Milwaukee
Milwaukee, Wisconsin
Jon D. Marion, OTR, CHT
Marshfield Clinic
Marshfield, Wisconsin
Brenda L. Neumann, OTR, BCIAC
Center for Neurophysiologic Learning
Milwaukee, Wisconsin
Jessica Niles, DPT
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Ann K. Porretto-Loehrke, DPT, CHT, COMT
Hand & Upper Extremity of Northeast Wisconsin, Ltd.
Appleton, Wisconsin
Christopher J. Simenz, PhD, CSCS
Department of Physical Therapy and Program in Exercise Science and
Athletic Training
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Guy Simoneau, PT, PhD
Department of Physical Therapy and Program in Exercise Science
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Andrew Starsky, PT, PhD
Department of Physical Therapy and Program in Exercise Science
Marquette University
Milwaukee, Wisconsin
Carolyn Wadsworth, PT, MS, OCS, CHT
Advance, North Carolina
David Williams, MPT, ATC, PhD
Physical Therapy Program
University of Iowa
Iowa City, Iowa
Clare Kennedy, DPT
Chicago Rehabilitation Services
Chicago, Illinois
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Prefácio
E
stou feliz em apresentar a 2ª edição de Cinesiologia do
Aparelho Musculoesquelético: Fundamentos para a Reabilitação. Esta obra é uma derivação natural da 1ª edição,
expandindo muitos conceitos novos formados por um conhecimento em rápido crescimento. Mais de 2.000 referências são
citadas nesta 2ª edição, apoiando a ciência por trás da cinesiologia e sua relevância clínica. Qualquer livro-texto respeitado deve
continuar a crescer e acompanhar a base de conhecimento em
expansão da disciplina e das profissões que ajuda a sustentar.
A enorme popularidade das ilustrações criadas para a 1ª
edição estimulou os esforços para melhorar, ainda mais, a arte
apresentada na 2ª. Cada ilustração foi revisada e meticulosamente examinada; quase todos seus constituintes foram analisados. Através da colorização completa da arte existente, assim
como pela criação ou modificação de muitas ilustrações, as
figuras desta edição foram significativamente melhoradas. Como
na 1ª edição, a arte direciona grande parte dos ensinamentos
deste livro. Muitos novos elementos pedagógicos foram adicionados à 2ª edição, como as Questões para Estudo e uma seção
denominada Conexões Clínicas Adicionais. Tais conexões permitem que os alunos apliquem a cinesiologia recém-aprendida a
situações clínicas específicas e, frequentemente, complexas.
Naturalmente, usei a 1ª edição do texto para ministrar minhas
aulas de cinesiologia aos alunos da Marquette University. A
íntima relação entre o texto, os alunos e eu gerou muitas ideias
práticas sobre como melhorar a escrita, a organização ou fluxo
dos tópicos e a clareza das imagens. Muitas melhorias, tanto no
texto quanto nas ilustrações, são resultados do feedback direto que
recebi de meus próprios alunos, assim como de outros estudantes
e professores dos Estados Unidos e de outros países. Com a 2ª
edição chegando às salas de aula de faculdades e universidades,
fico ansioso em ouvir mais opiniões e sugestões sobre como
melhorar este trabalho.
Experiência
A cinesiologia é o estudo do movimento humano, caracteristicamente no contexto do esporte, arte ou medicina. Em diversos
graus, Cinesiologia do Aparelho Musculoesquelético: Fundamentos
para a Reabilitação está relacionado a estas três áreas. Este livro é
primariamente direcionado, porém, aos fundamentos cinesiológicos para a prática da reabilitação, que tenta otimizar os movimentos funcionais do corpo humano. Apesar de, em todo o
mundo, a cinesiologia ser apresentada a partir de muitas perspectivas diferentes, eu e os autores-colaboradores focamos, principalmente, nas interações mecânicas e fisiológicas entre músculos
e articulações do corpo. Essas interações são descritas para os
movimentos normais e, em caso de doenças, traumas ou outras
alterações dos tecidos musculoesqueléticos, para os movimentos
anormais. Espero que este livro seja um valioso recurso educacional para diversas profissões ligadas à saúde e à medicina, tanto
para estudantes quanto para clínicos.
Abordagem
Este livro enfatiza, principalmente, o detalhamento anatômico
do aparelho musculoesquelético. Aplicando alguns princípios de
física e fisiologia a uma boa base anatômica, o leitor deve ser
capaz de mentalmente transformar uma imagem anatômica estática em um movimento dinâmico, tridimensional e relativamente previsível. As ilustrações criadas para Cinesiologia do
Aparelho Musculoesquelético são projetadas para encorajar esta
transformação mental. Esta abordagem à cinesiologia reduz a
necessidade de memorização e favorece o raciocínio baseado na
análise mecânica, podendo auxiliar estudantes e clínicos no
desenvolvimento da avaliação, do diagnóstico e do tratamento
relacionado à disfunção do aparelho musculoesquelético.
Esta obra representa a síntese de quase 35 anos de experiência
como fisioterapeuta, a qual inclui uma rica mistura de atividades
clínicas, de pesquisa e docência relacionadas, de uma forma ou
outra, à cinesiologia. Embora não soubesse disso à época, comecei
a trabalhar neste livro no dia em que preparei minha primeira
aula sobre cinesiologia, como professor recém-contratado da
Marquette University, em 1986. Desde então, tive a sorte de
conhecer alunos inteligentes e motivados. O desejo deles em
aprender continuou a alimentar minha ambição e meu amor à
docência. Como forma de encorajar meus alunos a ouvir ativamente, em vez de transcrever, passivamente, minhas aulas, desenvolvi um extenso conjunto de textos. Ano após ano, meus textos
evoluíram, formando os rascunhos da 1ª edição deste livro.
Agora, 8 anos depois, apresento sua 2ª edição.
Organização
A organização deste livro reflete um plano geral de estudo usado
em meu curso de cinesiologia, dado em dois semestres, assim
como outros cursos de nosso currículo. O livro contém 15 capítulos, divididos em quatro seções principais. A Seção I traz aos
tópicos essenciais da cinesiologia, incluindo uma introdução à
terminologia e os conceitos básicos, uma revisão da estrutura
básica e da função do aparelho musculoesquelético e uma introdução aos aspectos biomecânicos e quantitativos da cinesiologia.
As Seções II a IV apresentam detalhes anatômicos específicos e a
cinesiologia das três principais regiões do corpo. A Seção II é
focada, inteiramente, nos membros superiores, do ombro à mão.
A Seção III trata da cinesiologia do esqueleto axial, que inclui a
cabeça, o tronco e a coluna. Nesta seção, é incluído um capítulo
especial, sobre a cinesiologia da mastigação e da ventilação. A
Seção IV apresenta a cinesiologia dos membros inferiores, do
quadril ao pé. O capítulo final desta seção, “Cinesiologia da
Marcha”, integra funcionalmente e reforça a cinesiologia dos
membros inferiores.
Este texto é especificamente projetado com o propósito de
ensinar. Devido a esta finalidade, os conceitos são apresentados
em camadas, começando pela Seção I, que possui grande parte
da fundamentação científica dos capítulos contidos nas Seções
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xviii
Prefácio
II a IV. O material discutido nestes capítulos é também apresentado camada por camada, construídas com clareza e conhecimento profundo. Muitos dos capítulos são iniciados pela
osteologia – o estudo da morfologia e da função subsequente dos
ossos. A isto, se segue a artrologia – o estudo da anatomia e da
função das articulações, incluindo os tecidos conjuntivos periarticulares associados. Neste estudo, é também incluída uma descrição detalhada da cinemática regional a partir de uma
perspectiva artrocinemática e osteocinemática.
O componente mais extenso da maioria dos capítulos das
Seções II a IV realça as interações musculares e articulares. Este
tópico é iniciado pela descrição dos músculos de uma região,
incluindo um resumo das inervações das estruturas musculares e
articulares. Após o estabelecimento do formato e da orientação
física dos músculos, a interação mecânica entre esses e as articulações é discutida. Entre os tópicos apresentados, estão: as possíveis forças e movimentações dos músculos; as forças produzidas
pelos músculos que são impostas às articulações; as sinergias
intermusculares e interarticulares; os importantes papéis funcionais dos músculos na movimentação, na postura e na estabilidade; e as relações funcionais existentes entre os músculos e as
articulações subjacentes. Durante cada capítulo, são dados diversos exemplos acerca de como a doença, o trauma ou a idade
avançada podem reduzir a função ou provocar adaptações no
aparelho musculoesquelético. Esta informação forma a fundação
para o entendimento de muitas das avaliações e terapias usadas
em diversas situações clínicas, no tratamento de indivíduos com
doenças musculoesqueléticas e neuromusculares.
Características Exclusivas
Dentre as principais características da 2ª edição, estão:
•
•
•
•
•
•
Ilustrações coloridas
Quadros de Enfoque Especial
Quadros de Visão Geral do Capítulo
Quadros de Conexões Clínicas Adicionais
Questões para Estudo
Abordagem baseada em evidências
Agradecimentos
É ótimo ter a oportunidade de agradecer ao grande número de
pessoas que tão gentilmente me auxiliaram durante a evolução
deste livro-texto em sua 2ª edição. Tenho certeza que, inadvertidamente, esqueci algumas pessoas e, por isso, me desculpo.
Devo começar meus agradecimentos pela minha família,
principalmente minha esposa Brenda que, em seu estilo charmoso e abnegado, me apoiou, emocional e fisicamente, durante
ambas as edições. Agradeço a meu filho, Donnie, e a minha
enteada, Megann, por sua paciência e compreensão. Também
agradeço a meus amorosos pais, Betty e Charlie Neumann, pelas
oportunidades que me deram durante a vida.
Muitas pessoas influenciaram, de maneira significativa, a realização de Cinesiologia do Aparelho Musculoesquelético: Fundamentos
para a Reabilitação. Em primeiro ligar, gostaria de agradecer a
Elisabeth Roen Kelly, a principal ilustradora médica deste livro,
por seus anos de dedicação, talento incrível e elevado padrão de
excelência. Também agradeço a Craig Kiefer e seus colegas pelo
cuidado e habilidade na colorização das ilustrações. Estendo
meus agradecimentos à equipe da Elsevier e seus afiliados, por
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sua paciência, em especial Melissa Kuster Deustch, Sarah Wunderly e Jeannie Robertson.
Espero conseguir expressar minha sincera gratidão ao Dr.
Lawrence Pan e ao Dr. Richard Jensen, diretores atual e anterior,
respectivamente, do Department of Physical Therapy da Marquette University, assim como ao Dr. Jack Brooks e ao Dr.
William Cullinan, reitores atual e anterior da College of Health
Sciences da mesma universidade. Estes senhores me deram, abnegadamente, a oportunidade e a liberdade de realizar um sonho.
Devo também às seguintes pessoas, que contribuíram com
capítulos especiais a este livro: Peter R. Blanpied, Sandra K. Hunter,
Guy G. Simoneau, David A. Brown, Deborah A. Nawoczenski e
A. Joseph Threlkeld. Eles deram profundidade e amplitude essenciais a este texto. Sou grato também às muitas pessoas que revisaram os capítulos e o fizeram sem remuneração financeira.
Essesconsultores foram mencionados nas seções anteriores.
Diversas pessoas na Marquette University me deram valiosa
assistência técnica e científica. Agradeço a Dan Johnson, fotógrafo-chefe, pela maioria das fotos contidas neste livro. Desejo
também agradecer a Ljudmila (“Milly”) Mursec, a Martha
Gilmore Jermé e às demais excelentes bibliotecárias da Raynor
Library por sua importante ajuda com minha pesquisa.
Muitas pessoas afiliadas direta ou indiretamente à Marquette
University me auxiliaram, de diversas formas, durante a evolução
desta edição. Esta ajuda incluiu a leitura de provas, a audição, a
verificação de referências ou conceitos, o trabalho como modelo
em fotografias, o fornecimento de fotografias, a obtenção de
raios X e a assistência técnica ou em atividades de escritório. Por
esta ajuda, sou grato a Santana Deacon, Caress Dean, Kerry
Donahue, Rebecca Eagleeye, Kevin Eckert, Kim Fowler, Jessica
Fuentes, Gregg Fuhrman, Mary Beth Geiser, Barbara Haines,
Douglas Heckenkamp, Lisa Hribar, Erika Jacobson, Davin
Kimura, Stephanie Lamon, John Levene, Lorna Loughran, Christopher Melkovitz, Melissa Merriman, Preston Michelson, Alicia
Nowalk, Michael O’Brien, Ellen Perkins, Gregory Rajala, Janet
Schuh, Robert Seeds, Elizabeth Shanahan, Bethany Shutko, Jeff
Sischo, Pamela Swiderski, Michelle Treml, Stacy Weineke, Andy
Weyer, Sidney White e David Williams.
Sou muito feliz por ter este fórum para agradecer àqueles que
impactaram minha vida profissional de modo significativo e
positivo. De uma certa forma, o espírito destas pessoas está
entrelaçado neste livro. Agradeço a Shep Barish por ter sido o
primeiro a me incentivar a ensinar a cinesiologia; Martha Wroe,
por ser um modelo para minha clínica fisioterápica; Claudette
Finley, por me fornecer um profundo embasamento em anatomia humana; Patty Altland, por enfatizar, para Darrell Bennett
e eu, a importância de não limitar o potencial funcional de
nossos pacientes; Gary Soderberg, por sua orientação geral e
firme dedicação ao princípio; Thomas Cook, por me mostrar que
tudo isso pode ser divertido; Mary Pat Murray, pelos elevados
padrões do ensino da cinesiologia na Marquette University, e
Guy Simoneau, por constantemente me lembrar o que o trabalho árduo e ético pode conseguir.
Desejo agradecer a diversas pessoas especiais que influenciaram este projeto. Dentre elas, incluem-se meus familiares, velhos
e novos amigos, colegas de profissão e, em muitos casos, uma
combinação disto tudo. Agradeço às seguintes pessoas por seu
senso de humor ou aventura, sua lealdade, sua intensa dedicação
a seus próprios objetivos e crenças e por sua tolerância e compreensão dos meus. Por isso, agradeço a meus quatro irmãos,
Chip, Suzan, Nancy e Barbara, assim como a Brenda Neumann,
Ted Hardee, David Eastwold, Darrell Bennett, Tony Hornung,
Joseph Berman, Robert e Kim Morecraft, Guy Simoneau e a
família Mehlos, principalmente a Harvey, por sempre perguntar
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Prefácio
“Como vai o livro?”. Quero agradecer dois colegas especiais,
Tony Hornung e Jeremy Karman, fisioterapeutas que, por muitos
anos, me auxiliaram no ensino da cinesiologia na Marquette
University. Eles ajudaram a manter as aulas vibrantes, divertidas
e clinicamente relevantes.
xix
Por fim, gostaria de agradecer a todos os meus alunos, passados e presentes, por fazer meu trabalho tão recompensador.
Embora eu muitas vezes pareça muito preocupado para conseguir demonstrar isso, vocês fazem tudo valer a pena.
DAN
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Sumário
Seção
Capítulo
I
Tópicos Essenciais em Cinesiologia, 1
1
Começando, 3
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
2
Capítulo
Estrutura Básica e Função das Articulações Humanas, 28
Donald A. Neumann PT, PhD, FAPTA • A. Joseph Threlkeld, PT, PhD
Capítulo
3
Músculo: o Estabilizador Primário e Motor do Sistema Esquelético, 47
Sandra K. Hunter, PhD • David A. Brown, PT, PhD
4
Capítulo
Princípios Biomecânicos, 77
Peter R. Blanpied, PT, PhD • Deborah A. Nawoczenski, PT, PhD
Apêndice
I
II
Seção
Capítulo
5
Revisão de Trigonometria e Problemas Adicionais da Biomecânica, 115
Extremidade Superior,
119
Complexo do Ombro, 121
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
6
Cotovelo e Antebraço, 173
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
7
Punho, 216
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
8
Mão, 244
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
II
Apêndice
Seção
III
Capítulo
9
Materiais de Referência sobre Inserções Musculares e Inervação da Extremidade Superior, 298
Esqueleto Axial,
305
Esqueleto Axial: Osteologia e Artrologia, 307
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
10
Esqueleto Axial: Interações Musculares e Articulares, 379
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
11
Cinesiologia da Mastigação e da Ventilação, 423
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Apêndice
III
Materiais de Referência sobre Inserções Musculares e Inervação do Esqueleto Axial, 456
xxi
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xxii
Sumário
Seção
IV
Capítulo
12
Extremidade Inferior,
463
Quadril, 465
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
13
Joelho, 520
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
14
Tornozelo e Pé, 573
Donald A. Neumann, PT, PhD, FAPTA
Capítulo
15
Cinesiologia da Marcha, 627
Guy G. Simoneau, PhD, PT
Apêndice
IV
Materiais de Referência sobre Inserções Musculares e Inervação da Extremidade Inferior, 682
Respostas das Questões para Estudo, 689
Índice, 707
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Capít u lo
15
Cinesiologia da Marcha
GUY G. SIMONEAU, PhD, PT
VISÃO GERAL DO CAPÍTULO
PERSPECTIVA HISTÓRICA DA ANÁLISE DE
MARCHA, 628
DESCRITORES ESPACIAL E TEMPORAL, 630
Ciclo da Marcha, 630
Fases de Apoio e de Balanço, 633
Subdivisão das Fases de Apoio e
de Balanço, 635
DESLOCAMENTO E CONTROLE DO CENTRO
DE MASSA CORPORAL, 636
Deslocamento do Centro de Massa, 636
Considerações sobre Energia Cinética e
Potencial, 638
CINEMÁTICA ARTICULAR, 639
Cinemática no Plano Sagital, 639
Pelve, 639
Quadril, 639
Joelho, 640
Tornozelo (Articulação Talocrural), 640
Primeira Articulação Tarsometatársica, 641
Primeira Articulação Metatarsofalangea na,
641
Cinemática no Plano Frontal, 642
Pelve, 642
Quadril, 642
Joelho, 643
Tornozelo (Articulação Talocrural), 644
Pé e Articulação Subtalar, 644
C
Cinemática no Plano Horizontal, 645
Pelve, 645
Fêmur, 645
Tíbia, 645
Quadril, 645
Joelho, 646
Tornozelo e Pé, 646
Cinemática do Tronco e dos Membros
Superiores, 646
Tronco, 646
Ombro, 646
Cotovelo, 646
GASTO ENERGÉTICO, 647
Estratégias de Economia de Energia da
Marcha, 648
Deslocamento Vertical do Centro de
Massa, 648
Deslocamento Lateral do Centro de Massa,
649
ATIVIDADE MUSCULAR, 650
Tronco, 650
Eretores da Espinha, 650
Reto do Abdome, 650
Quadril, 650
Extensores do Quadril, 650
Flexores do Quadril, 651
Abdutores do Quadril, 652
Adutores e Rotadores do Quadril, 652
aminhar (deambulação) serve como necessidade básica de
um indivíduo para se deslocar de um lugar para outro e,
portanto, é uma das atividades mais comuns que as pessoas
realizam diariamente. Teoricamente, a marcha é realizada tanto de
forma eficiente, para minimizar a fadiga, como com segurança, para
evitar quedas e lesões associadas.188 Uma pessoa saudável com anos
de prática apresenta um controle necessário para deambular
enquanto conversa, olha em direções diferentes e, até mesmo,
supera obstáculos e outras forças desestabilizadoras com esforço
mínimo.
Joelho, 653
Extensores do Joelho, 653
Flexores do Joelho, 653
Tornozelo e Pé, 653
Tibial Anterior, 653
Extensor dos Dedos e Extensor Longo do
Hálux, 653
Flexores Plantares do Tornozelo, 653
Tibial Posterior, 654
Músculos Fibulares, 655
Músculos Intrínsecos do Pé, 655
CINÉTICA, 655
Forças de Reação do Solo, 655
Forças Verticais, 655
Forças Anteroposteriores, 656
Forças Mediolaterais, 657
Trajetória do Centro de Pressão, 657
Potência e Torque Articulares, 657
Quadril, 658
Joelho, 659
Tornozelo, 662
Forças nas Articulações e nos Tendões, 663
DISFUNÇÕES DA MARCHA, 663
RESUMO, 671
CONEXÕES CLÍNICAS ADICIONAIS, 672
REFERÊNCIAS, 677
QUESTÕES PARA ESTUDO, 681
Embora para uma pessoa saudável caminhar pareça fácil, o
desafio da deambulação pode ser reconhecido ao se observar os
indivíduos nos dois extremos de vida (Fig. 15-1). No início da vida,
a criança precisa de 11 a 15 meses para aprender a ficar de pé e
caminhar.67,180 Uma vez de pé, as crianças vão refinar a sua marcha
para que visualmente se assemelhem ao padrão de caminhar de um
adulto maduro, aos quatro a cinco anos de idade,26,172,178,179,180 com
aperfeiçoamento futuro ocorrendo possivelmente por vários anos.*
Na fase final da vida, caminhar se torna com frequência, um desafio
cada vez maior. Em virtude da diminuição da força, do equilíbrio
*Referências 26, 27, 48, 66, 75, 77, 80.
627
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628
Seção IV
Extremidade Inferior
Criança caminhando
Adulto caminhando
Idoso caminhando
FIGURA 15-1. A locomoção nos vários estágios da vida.
ou de doença, os idosos podem necessitar de uma bengala ou
andador para deambular de forma segura.
Patla144 expressou eloquentemente a importância da deambulação
em nossas vidas: “Nada simboliza um nível de independência e nossa
percepção de uma boa qualidade de vida, mais do que a capacidade
de andar de forma independente, com o nosso próprio poder, de um
lugar para outro. Celebramos o desenvolvimento desta habilidade nas
crianças e tentamos nutrir e sustentar por toda a vida.”
Este capítulo fornece uma descrição das características cinesiológicas fundamentais da marcha. Salvo indicação contrária, as
informações fornecidas referem-se a indivíduos com um padrão
de marcha normal e maduro, que caminha em superfície plana, a
uma velocidade média constante. Embora este capítulo forneça
detalhes suficientes para ser lido de forma independente do resto
deste livro, os Capítulos 12 a 14 facilitarão um entendimento ainda
maior da marcha.
Principais Tópicos
•
•
•
•
•
•
•
Descritores espacial e temporal
Controle do centro de massa corporal
Cinemática articular
Gasto energético
Atividade muscular
Cinética da marcha
Disfunções da marcha
A observação da marcha, que é o foco deste capítulo, fornece
informações sobre o resultado de um conjunto complexo “nos
bastidores” de interações entre as funções sensoriais e motoras.
Para uma pessoa caminhar, o sistema nervoso central deve gerar
ações motoras adequadas a partir da integração de entradas visuais,
proprioceptivas e sensoriais vestibulares. Embora este capítulo
aborde a complexidade da parte muscular e ações realizadas
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durante a marcha, não abrange o conceito de controle motor. Para
adquirir uma maior compreensão sobre a complexidade do controle motor da marcha, o leitor é aconselhado a pesquisar outras
fontes sobre o assunto.*
PERSPECTIVA HISTÓRICA DA ANÁLISE DE
MARCHA
“Se um homem andar no chão, ao lado de uma parede com uma
pena mergulhada em tinta presa à sua cabeça, a linha traçada pela
pena não seria reta, mas em zig-zag, porque ela desce quando ele
se inclina e se eleva quando ele fica ereto e se levanta.”6 Este
registro inicial escrito por Aristóteles (384-322 a.C.) da observação
da locomoção e numerosas pinturas e esculturas antigas de pessoas
envolvidas no processo de caminhar, são o testamento da observação casual e detalhada da deambulação, que foi motivo de
interesse ao longo da história.
Apesar deste interesse antigo, somente em 1836 os irmãos
Weber 200 publicaram o primeiro trabalho científico notável sobre
a marcha, beneficiados pelos avanços científicos fornecidos por
pessoas como Galileu Galilei (1564-1642), Giovanni Borelli (16081679) e Isaac Newton (1642-1727), só para citar alguns. Wilhelm –
físico e eletricista e Eduard – anatomista e fisiologista que utilizou
instrumentos como um cronômetro, uma fita métrica e um telescópio –, descreveram e mediram os elementos da marcha, como
o comprimento do passo, a cadência, a liberação do pé do solo e
a excursão vertical do corpo. Eles também definiram os elementos
básicos do ciclo da marcha, como a fase de balanço, a fase de
apoio e o período de duplo apoio do membro. Muitos termos que
introduziram permanecem em uso até hoje. Os Webers consideraram a hipótese de que o princípio básico da marcha é o do
menor esforço muscular, um conceito conhecido como verdadeiro
*Referências 85, 107, 139, 142, 165, 212.
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Capítulo 15
b
c
a
Cinesiologia da Marcha
629
cargas intersegmentares (p. ex., torques articular e forças). Suas
análises dos torques articulares, limitadas à fase de balanço da
marcha, refutam o conceito anterior, sugerido por Weber e Weber
em 1836, de que o movimento dos membros inferiores durante a
fase de balanço da marcha pode ser explicado exclusivamente pela
teoria do pêndulo passivo.201
Ao longo do século XX, a compreensão da locomoção foi
bastante reforçada por muitos avanços científicos. A instrumentação para documentar a cinemática evoluiu a partir de câmeras de
vídeo simples, com filme que exigia análise minuciosa com uma
régua e transferidor, a sistemas altamente sofisticados de infravermelho, com o tempo real de dados coordenados dos segmentos
do membro. Os pesquisadores notáveis que contribuíram para a
descrição da cinemática da marcha com a utilização de uma variedade de técnicas de imagem incluem Eberhart,49 Murray,125,127
Inman,83 Winter204 e Perry.147 Notável é o trabalho de Murray,
fisioterapeuta e pesquisador, que publicou vários artigos nos anos
1960, 1970 e 1980 descrevendo a cinemática de muitos aspectos
da marcha normal e anormal (Fig. 15-3).126-128,130,131,176 Entre outras
realizações, os dados de sua pesquisa sobre a cinemática da marcha
em indivíduos com deficiência influenciou o projeto das articulações artificiais e próteses de membros inferiores.
FIGURA 15-2. Os calçados instrumentados de Marey utilizados para a
medição da marcha. (De Marey EJ: La machine animal, Paris, 1873,
Librairie Germer Baillière.)
até hoje, embora os métodos exatos pelos quais o corpo minimiza
o gasto de energia ainda sejam estudados.137, 209, 210 Uma extensa
quantidade de trabalhos dos irmãos Weber foram publicados em
1894 e traduzidos em 1992.198, 199
No século XIX, outros pesquisadores, como Marey, Carlet e
Vierordt, utilizaram tecnologia engenhosa para ampliar o nosso
conhecimento da marcha. Entre os métodos novos de medição
mais citados de Marey e Carlet estão os calçados com câmaras de
ar acoplados a um gravador para indicar a fase de balanço e a fase
de apoio da marcha (Fig. 15-2).112,113,114 Outra ideia inteligente de
Vierordt foi a utilização de tinta em bicos de pulverização acoplados aos calçados e aos membros.189 A tinta pulverizada no piso e
na parede à medida que o indivíduo caminha, fornece um registro
permanente do movimento.
Paralelamente, os avanços no campo da cinematografia criaram
um meio eficaz para estudar e registrar os padrões cinemáticos da
locomoção dos seres humanos e dos animais. Muybridge pode ser
a pessoa mais reconhecida do seu tempo a usar a cinematografia
para documentar a sequência de movimentos. Ele também foi o
mais famoso na resolução de uma antiga controvérsia a respeito de
um cavalo trotando. Em 1872, usando uma sequência de fotografias, demonstrou que as quatro patas de um cavalo trotando estão,
na verdade, simultaneamente fora da terra por períodos muito
curtos de tempo. Muybridge criou uma impressionante coleção de
fotografias sobre a marcha humana e animal, que foi publicada
inicialmente em 1887, e montada e reproduzida em 1979.133,134
Inicialmente, a descrição da marcha foi limitada à análise
planar, o movimento foi registrado normalmente no plano sagital
e menos frequentemente no plano frontal. Braune e Fisher15,16 são
creditados como os primeiros, de 1895 a 1904, a realizar uma
análise global tridimensional de uma pessoa andando. Por meio
de quatro câmeras (dois pares de câmeras de recodificação de
movimento para cada lado do corpo) e vários tubos de luz ligados
a vários segmentos do corpo, documentaram a cinemática da
articulação em três dimensões. Eles também foram os primeiros a
usar os princípios da mecânica para medir quantidades dinâmicas,
como aceleração segmentar, propriedades inerciais segmentares e
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A
B
FIGURA 15-3. Um exemplo da tecnologia utilizada por Murray para
registrar a cinemática básica da marcha. Um homem mais velho (A) e
um menino (B) usam marcadores reflexivos enquanto caminhavam em
um corredor escuro. A câmera foi usada com o obturador aberto e a luz
reluziu 20 vezes por segundo para controlar a localização dos marcadores.
Um flash de luz brilhante adicional foi usado para fotografar o homem
ou o menino, enquanto caminhavam. Esta técnica permitiu a visualização precoce de um ciclo de marcha completo com uma única fotografia.
Um espelho montado no teto também foi empregado para observar o
movimento no plano horizontal. (A, Murray MP, Gore DR: Gait of
patients with hip pain or loss of hip joint motion. In Black J, Dumbleton
JH, eds: Clinical biomechanics: a case history approach, New York, 1981,
Churchill Livingstone. B, Stratham L, Murray MP: Early walking patterns
of normal children, Clin Orthop Relat Res 79:8, 1971).
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630
Seção IV
Extremidade Inferior
Laboratório de análise da marcha
Transmissor EMG
Câmera 6
Câmera 1
Câmera 5
Câmera 2
Plataforma de força
Receptor
EMG
Câmera 3
Câmera 4
Computador
(Aquisição e sincronização de todos os sinais)
FIGURA 15-4. Instrumentos utilizados em um laboratório de marcha
típico para estudar a locomoção.
Da mesma forma, uma compreensão mais ampla da cinética da
marcha foi possível através do desenvolvimento de dispositivos para
medir as forças que ocorrem na interface pé-solo. Amar,2 Elftman,52
Bresler e Frankel17 e Cunningham e Brown38 realizaram contribuições significativas neste campo. Com a capacidade de medir forças
entre o pé e o solo, surgiram métodos computacionais para calcular
as forças e os torques que ocorrem nas articulações dos membros
inferiores durante a fase de apoio da deambulação.145,166,206
O desenvolvimento da superfície e de eletrodos intramusculares promoveu a oportunidade para registrar a atividade elétrica
dos músculos durante a marcha.62,181 Quando essa informação é
integrada à cinemática da locomoção, o papel que cada músculo
executa durante a marcha pode ser mais bem apreciado e mais
objetivamente descrito. Muitos pesquisadores, incluindo
Sutherland,179 Perry,147 Inman83 e Winter204 realizaram contribuições notáveis para o estudo da eletromiografia (EMG) durante
a locomoção.
Atualmente, a análise da marcha é realizada rotineiramente em
laboratórios especializados de biomecânica (Fig. 15-4). Os dados
tridimensionais cinemáticos são obtidos por meio de duas ou mais
FIGURA 15-5. Abordagem típica utilizada para a análise do movimento
humano. As variáveis nos círculos coloridos podem ser mensuradas com precisão.
Os métodos computacionais nos retângulos são utilizados para calcular as variáveis
nos círculos verdes.
câmeras de alta velocidade sincronizadas. As forças de reação do
solo são medidas com a utilização de plataformas de força embutidas no piso. Os padrões de atividade muscular são registrados
por vários canais, muitas vezes, telemetria e sistemas eletromiográficos. Finalmente, as forças conjuntas dos membros inferiores, os
torques e a potência são calculados com a combinação de dados
cinemáticos, forças de reação do solo e características antropométricas do indivíduo (Fig. 15-5). Esses dados são então usados para
descrever e estudar as marchas normal e anormal.
Os pacientes com uma variedade de patologias podem se beneficiar a partir das análises instrumentadas de marcha. Atualmente,
os principais beneficiários desta tecnologia, no entanto, são crianças com paralisia cerebral. Nesta população, a análise da marcha
instrumentada é frequentemente utilizada antes da cirurgia a fim
de auxiliar na determinação de uma intervenção adequada. Ela é
utilizada novamente após a cirurgia para a avaliação objetiva do
resultado.64 Uma descrição mais detalhada da história, das ferramentas e dos métodos utilizados para a análise da marcha pode
ser encontrada em outras fontes.7,93,181-183,188,202
A tecnologia sofisticada, tal como descrita anteriormente, fornece
informações detalhadas que podem melhorar a capacidade de descrever e compreender a locomoção. Uma vez que essa tecnologia é
raramente disponível no ambiente clínico típico, os médicos devem
rotineiramente confiar na observação visual direta para avaliar as
características da marcha de seus pacientes.140 Tal análise observacional requer conhecimento e compreensão da marcha normal. A
aprendizagem sobre locomoção, como apresentada aqui, é uma
experiência mais dinâmica e recompensadora se o estudo deste
capítulo for combinado com as observações dos padrões de marcha
de parentes, amigos, vizinhos e doentes no ambiente clínico.
DESCRITORES ESPACIAL E TEMPORAL
Esta seção descreve as medidas de distância e de tempo relacionadas à marcha.
Ciclo da Marcha
Caminhar é o resultado de uma série de movimentos cíclicos.
Como tal, pode ser convenientemente caracterizada por uma descrição detalhada de sua unidade mais fundamental: um ciclo de
marcha (Fig.15-6). O ciclo da marcha é iniciado a partir do contato
do pé no chão. Como o contato do pé é feito normalmente com
o calcanhar, o ponto de 0%, ou início do ciclo da marcha, é,
muitas vezes, referido como contato do calcanhar ou batida do calcanhar. O ponto de 100%, ou conclusão do ciclo da marcha,
ocorre tão logo o mesmo pé mais uma vez entra em contato com
o solo. O contato inicial é muitas vezes usado como um termo
substituto para o contato do calcanhar, quando um indivíduo faz
o primeiro contato com o solo com uma parte diferente do pé;
Eletromiografia
Antropometria
Cinemática
Dinâmica
inversa
Forças
articulares,
torques e
potências
Modelagem
Forças
musculares
individuais
As forças de
reação do solo
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Capítulo 15
Cinesiologia da Marcha
631
O ciclo da marcha
0%
50%
100%
Contato do
calcanhar direito
Contato do
calcanhar esquerdo
Contato do
calcanhar direito
Passada (ciclo da marcha)
Passo esquerdo
Passo direito
FIGURA 15-6. O ciclo da marcha do contato do calcanhar direito ao contato subsequente do calcanhar direito.
mas como a proposta deste capítulo concentra-se na marcha
normal, o termo contato do calcanhar será utilizado.
Uma passada (sinônimo de um ciclo de marcha) é a sequência
de eventos que se realizam entre contatos sucessivos do calcanhar
do mesmo pé. Em comparação, o passo é a sequência de eventos
que ocorre nos contatos sucessivos do calcanhar do pé oposto,
por exemplo, entre os contatos do calcanhar direito e esquerdo.
Um ciclo de marcha, portanto, tem dois passos: um passo à
esquerda e outro à direita.
O descritor espacial mais básico da marcha inclui o comprimento de uma passada e o comprimento de um passo (Fig. 15-7).
O comprimento da passada é a distância entre dois contatos consecutivos do calcanhar do mesmo pé. O comprimento do passo, por
outro lado, é a distância entre sucessivos contatos do calcanhar
dos dois pés. A comparação do comprimento do passo da direita
com o do passo da esquerda pode contribuir para avaliar a simetria
da marcha entre os membros inferiores (Fig. 15-8). A largura do
passo é a distância lateral entre os centros do calcanhar de dois
contatos consecutivos do pé e é, em média, cerca de 8 a 10 cm
(Fig. 15-7).73,111,117,118 O ângulo do pé, o total do “dedo do pé para
fora”, é o ângulo entre a linha de progressão do corpo e ao eixo
longitudinal do pé. Cerca de 5 a 7 graus é considerado a média
desse ângulo.118 Embora as normas referidas sejam para adultos,
uma notável publicação80 com dados coletados de 360 crianças de
7 a 12 anos de idade documentou uma largura normal do passo
e do ângulo do pé, de 8 a 10 cm e 2,5 a 6 graus, respectivamente
– valores relativamente semelhantes aos de adultos jovens e
saudáveis.
Descritores Espaciais da Marcha
•
•
Comprimento da passada
Comprimento do passo
•
•
Largura do passo
Ângulo do pé
O descritor temporal mais básico da marcha é a cadência, o
número de passos por minuto, que também é chamado de ritmo
do passo. Outros descritores temporais da marcha são o tempo da
passada (o tempo para um ciclo completo da marcha) e tempo do
passo (o tempo para a realização de um passo direito ou um passo
esquerdo). Observe que com a marcha simétrica o tempo do passo
pode ser derivado da cadência (ou seja, o tempo do passo é o
inverso da cadência).
Descritores Temporais da Marcha
•
•
•
Cadência
Tempo da passada
Tempo do passo
Descritor Espacial-Temporal
•
Velocidade da marcha
Descritores espaciais da marcha
Contato do
calcanhar
direito
Comprimento da passada = 144 cm
Contato do
calcanhar
esquerdo
Contato do
calcanhar
direito
Comprimento do
passo direito = 72 cm
Comprimento do passo
esquerdo = 72 cm
Largura do passo = 8-10 cm
Ângulo do pé = 5°-7°
FIGURA 15-7. Descritores espaciais da marcha e os seus valores de um ciclo de marcha direito.
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632
Seção IV
Extremidade Inferior
FIGURA 15-8. A influência da deficiência e da patologia
sobre o comprimento do passo. A ilustra o comprimento
do passo simétrico esperado em um indivíduo saudável.
B e C são exemplos de assimetria do comprimento do
passo frequentemente observados em pessoas com uma
deficiência ou patologia que afeta o apoio simples do
membro inferior. Observe a redução bilateral do comprimento do passo normal em ambos os casos, mostrando a
interdependência dos membros inferiores durante a
marcha. D mostra uma redução relativamente simétrica
bilateral no comprimento do passo secundário à doença
de Parkinson, uma patologia que acomete ambos os
membros inferiores. (Modificado com permissão de
Murray MP: Gait as a total pattern of movement, Am J
Phys Med 46:290, 1967.)
Membro
direito
78 cm
78 cm
Membro Membro
Membro
esquerdo esquerdo
direito
A
NORMAL
33 cm
Membro Membro
sadio parético
C
A velocidade da marcha combina medição tanto espacial como
temporal ao fornecer informações sobre a distância percorrida em um
determinado período de tempo. As unidades de medida são tipicamente metros por segundo (m/s) ou milhas por hora (mph). A
velocidade pode ser calculada ao se medir o tempo que é preciso para
cobrir uma determinada distância, ou a distância percorrida em um
determinado período de tempo, ou multiplicando a cadência pelo
comprimento do passo. A velocidade de marcha varia consideravelmente entre os indivíduos, com base em fatores como idade e características físicas (por exemplo, altura e peso).36,93 De todas as medidas
espaciais e temporais da marcha, a velocidade pode ser a melhor e
mais funcional medida da capacidade de andar de um indivíduo.
Para adultos saudáveis, um ciclo da marcha (i. e., dois passos
consecutivos) leva pouco mais de um segundo e abrange cerca de
1,44 m (4,5 pés), o que resulta em uma velocidade de marcha de
1,37 m/s. Os dados da Tabela 15-1 indicam que, em uma velocidade de marcha escolhida livremente, as mulheres apresentam
uma velocidade mais lenta, menor comprimento de passo e cadência mais rápida do que os homens. Essas diferenças são provavelmente, em parte, reflexo das disparidades antropométricas entre
os sexos. Porém, mesmo quando antropometricamente correspondente com os homens, as mulheres continuam a demonstrar uma
27 cm
Membro Membro
parético sadio
HEMIPARESIA
41 cm
31 cm
Membro Membro Membro Membro
sadio deficiente deficiente sadio
B
QUADRIL DOLOROSO
26 cm
24 cm
Membro Membro Membro Membro
direito esquerdo esquerdo direito
D
DOENÇA DE PARKINSON
maior cadência e comprimento mais curto do passo que os homens,
quando andam na mesma velocidade.56,129
Valores Normais para a Marcha com
Base em Dados da Tabela 15-1
•
•
•
Velocidade de marcha: 1,37 m/s (3 mph)
Cadência: 1,87 passos/s (110 passos/min)
Comprimento do passo: 72 cm (28 polegadas)
Os dados clássicos na Tabela 15-1 foram derivados de mais de
2.300 pedestres caminhando ao ar livre em uma grande cidade e
que não sabiam que suas características de marcha eram medidas.
A Tabela 15-2 fornece os dados de um número restrito de estudos,*
incluindo um número menor de indivíduos que andaram dentro
de uma pista instrumentada utilizada de forma precisa e confiável,
medindo as características espaciais e temporais da marcha. Ao
contrário dos pedestres dos estudos na Tabela 15-1, esses indiví*Referências 13, 73, 79, 111, 118, 208.
TABELA 15-1. Dados Normativos para Velocidade da Marcha, Ritmo de Passo e Comprimento de Passo
Drillis (1961)47 (Cidade
de Nova Iorque)
Molen (1973)122
(Amsterdam)
Finley and Cody (1970)55
(Filadélfia)
Média sobre
Gênero e Cidade
Velocidade da marcha (m/s)
1,46*
1,9*
Comprimento de passo (m)
0,76*
1,37 (homens)
1,24 (mulheres)
1,84 (homens)
1,94 (mulheres)
0,74 (homens)
0,63 (mulheres)
1,37
Ritmo de passo (passos/s)
1,39 (homens)
1,27 (mulheres)
1,79 (homens)
1,88 (mulheres)
0,77 (homens)
0,67 (mulheres)
1,87
0,72
Dados obtidos a partir de mais de 2.300 pedestres que não tinham conhecimento da observação enquanto caminhavam.
*O cálculo da média de homens e mulheres é realizado em conjunto para esses dados.
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Capítulo 15
633
Cinesiologia da Marcha
TABELA 15-2. Dados Selecionados para Parâmetros de Marcha Temporal e Espacial Derivados de Indivíduos que
Caminham em Ambiente Laboratorial sobre uma Pista Instrumentada*
Velocidade da
Marcha (m/s)
Cadência†
(Passos/min)
Comprimento
da Passada‡(m)
Largura do
Passo (cm)
Marchetti et al (2008)111
1,43 (1,35-1,51)
119,1 (115,1-123,1)
70,7 (67,8-74,2)
72,6 (69,1-76,1)
8,1 (7,0-9,2)
Hollman et al (2007)79
Youdas et al (2006)208
Menz et al (2004)118
Bilney et al (2003)13
Grabiner et al (2001)73§
1,48
1,40
1,43
1,46
119,6 ± 7,6
110,8 ± 6,9
114,7 ± 6,4
1,42 ± 0,13
0,77 ± 0,06
1,53 ± 0,14
±
±
±
±
0,15
0,13
0,14
0,16
8,6 ± 3,2
Ângulo do
Pé (Graus)
6,7 ± 5,0
10,8 ± 2,7
8,7 ± 2,3
*Os dados são médias ± desvios-padrão, com exceção de Marchetti et al, para quem os dados são médias e intervalos de confiança de 95%. Todos os dados foram para adultos
saudáveis, e todos os grupos incluíam homens e mulheres.
†
Divide a cadência por 60 para obtenção do ritmo do passo em passos por segundo.
‡
Os dados por Marchetti et al. são para o comprimento do passo esquerdo e direito, e os dados por Menz et al. são para o comprimento do passo.
§
Dados para dois grupos diferentes de indivíduos.
duos estavam cientes de que suas características de marcha eram
medidas, o que pode explicar, em parte, as pequenas diferenças
observadas entre os dados nas duas tabelas.
Os dados nas Tabelas 15-1 e 15-2 foram coletados de indivíduos que caminhavam em uma velocidade de livre escolha, que
nem sempre pode ser suficientemente rápida para um destino em
relação à quantidade desejada de tempo. Quando um aumento da
velocidade de marcha é necessário, duas estratégias são disponíveis: aumento da passada, ou comprimento do passo, e aumento
da cadência (Fig. 15-9). Normalmente, um indivíduo combina
ambas as estratégias, até que um razoável comprimento maior de
passo seja alcançado. A partir desse ponto, um novo aumento da
velocidade de marcha é unicamente relacionado a um aumento
da cadência. Deve ser reenfatizado, portanto, que todos os valores (espacial, temporal, cinemática e variáveis cinéticas) obtidos a partir das
medidas da marcha variam de acordo com a velocidade. Para referência
e interpretação adequadas, os relatórios das características da
marcha devem sempre incluir a velocidade de marcha da qual os
dados foram coletados.
Fases de Apoio e de Balanço
Para ajudar a descrever os eventos que ocorrem durante o ciclo da
marcha, é habitual subdividi-lo a partir de zero a 100%. Como
afirmado anteriormente, o calcanhar ou o pé em contato com o
solo é considerado o início do ciclo de marcha (0%) e, em seguida,
o próximo contato com o solo feito pelo mesmo pé é considerado
o fim do ciclo (100%). Ao longo deste capítulo, a marcha é descrita
utilizando a extremidade inferior direita como referência. Um
ciclo completo para a extremidade inferior direita pode ser dividido em duas fases principais: apoio e balanço (Fig. 15-10). A fase
de apoio (do contato do calcanhar direito até o desprendimento
dos dedos do pé direito) ocorre quando este pé está no chão,
apoiando o peso do corpo. A fase de balanço (desprendimento dos
dedos do pé direito até o próximo contato do calcanhar direito)
ocorre quando o pé direito está no ar, avançado para frente para
o próximo contato com o solo. Na velocidade normal de marcha,
a fase de apoio ocupa aproximadamente 60% do ciclo e a fase de
balanço ocupa os 40% restantes.
VELOCIDADE DA MARCHA LIVREMENTE ESCOLHIDA
64 homens normais
Apoio
Balanço
62%
38%
50%
Membro esquerdo
Membro direito
Velocidade da marcha
livremente escolhida
CCE
Velocidade rápida
0
38%
62%
50%
CCE
CCD
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,2
1,4
VELOCIDADE DA MARCHA RÁPIDA
64 homens normais
Membro esquerdo
58%
42%
50%
Membro direito
CCE
A
B
0
Apoio
Balanço
42%
58%
50%
CCD
0,2
0,4
CCE
0,6
0,8
1,0
Duração do ciclo da marcha em segundos
FIGURA 15-9. Métodos para aumentar a velocidade da marcha. A ilustra o maior comprimento de passo utilizado para aumentar a
velocidade da marcha. B ilustra a menor duração do ciclo da marcha (cadência de andar mais rápido) utilizado para aumentar a velocidade da marcha. Também ilustra que na velocidade da marcha mais rápida, uma pequena porcentagem do ciclo da marcha é gasto no
apoio duplo do membro (16% na velocidade da marcha rápida em comparação a 24% na velocidade livre). (Dados de Murray MP,
Kory RC, Clarkson BH, Sepic SB: Comparison of free and fast speed walking patterns of normal men, Am J Phys Med 45:8, 1966.)
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Seção IV
Extremidade Inferior
E N F O Q U E
E S P EC IAL
15-1
Medidas Clínicas Simples da Marcha
instrumentação sofisticada, tais como pistas de marcha e foot
A
switches, existe para fazer medições espaciais e temporais
da colocação do pé durante a marcha.* Entretanto, para a maioria
das aplicações clínicas, essa informação pode ser medida com as
ferramentas de rápido acesso e pouca imaginação. A velocidade
média de marcha pode ser medida através de um cronômetro e
de uma distância conhecida. O comprimento e a largura do passo
podem ser medidos pelo uso de marcas de tinta feitas por calçados
ou pés sobre um rolo de papel que cobre o chão. Esta técnica
funciona bem, especialmente para documentar padrões de marcha
anormais, incluindo a assimetria no comprimento do passo.
Clinicamente, as medidas simples da velocidade de marcha e
da distância podem ser úteis no acompanhamento da evolução
funcional ou para documentar as limitações funcionais. Os resultados obtidos a partir de um paciente podem ser comparados aos
valores normais previstos nas Tabelas 15-1 e 15-2, ou aos padrões
mínimos necessários para realizar uma tarefa específica, como
atravessar uma rua dentro do tempo permitido pelos semáforos.†
Essas são as duas normas mínimas propostas, com base em atividades de vida da comunidade: a capacidade de andar 300 metros
(1.000 pés) em menos que 11,5 minutos (velocidade de marcha
de 0,45 m/s ou 1 mph) e a capacidade de andar na velocidade de
1,3 m/s (3 mph) para 13 a 27 m (42 a 85 pés) para atravessar a
rua com segurança.
*Referências 13, 73, 80, 111, 118, 190, 208.
†
Referências 55, 57, 103, 153, 194, 195.
Ciclo da Marcha
•
•
Fase de apoio = 60% do ciclo de marcha
Fase de balanço = 40% do ciclo de marcha
0%
10%
20%
30%
40%
Contato do
Desprendimento
calcanhar direito dos dedos esquerdo
Dentro de um ciclo da marcha, o corpo experimenta dois
períodos de duplo apoio do membro (quando ambos os pés estão em
contato com o solo simultaneamente) e dois períodos de apoio
simples do membro (quando apenas um pé está no chão) (Fig. 15-10).
Observa-se o primeiro período de duplo apoio de zero a 10% do
ciclo. Durante esse período, o peso do corpo é transferido da
esquerda para o membro inferior direito. O membro inferior
direito está então em apoio simples, até 50% do ciclo da marcha
ser atingido. Durante esse tempo, o membro inferior esquerdo está
em sua fase de balanço e é avançado para a frente. O segundo
período do duplo apoio dos membros ocorre 50 a 60% do ciclo
e tem a finalidade de transferir o peso do corpo do membro inferior direito para o esquerdo. Finalmente, 60 a 100% do ciclo da
marcha, o corpo encontra-se novamente em um apoio simples do
membro, desta vez sobre o membro inferior esquerdo. Esse
período de apoio simples do membro esquerdo corresponde à fase
de balanço do membro inferior direito.
Conforme aumenta a velocidade da marcha, a porcentagem do
ciclo gasto no período de duplo apoio do membro torna-se menor
(Fig. 15-9). Os marchadores têm o objetivo de andar o mais rápido
possível mantendo sempre um pé em contato com o solo. Para
esses atletas, maiores velocidades são alcançadas através do
aumento da cadência e do comprimento do passo, minimizando
os períodos de duplo apoio do membro para o ponto em que as
fases de apoio e balanço são aproximadamente iguais. Ao se considerar que a velocidade máxima de marcha em adultos de 20 a
50 anos de idade é de aproximadamente 2,4 a 2,5 m/s (5,5 a 5,7
mph),14 a velocidade de marcha durante a marcha atlética pode
ser superior a 3,3 m/s (7,5 mph).129,169
Durante a corrida, os períodos de duplo apoio do membro
desaparecem e são substituídos por períodos em que ambos os pés
estão fora do chão ao mesmo tempo. A transição do andar para
a corrida normalmente ocorre a uma cadência de cerca de 180
passos/min ou a uma velocidade de aproximadamente 2,1 a 2,2
m/s (4,8 a 5,0 mph).43,163 Acima dessa velocidade é mais eficiente
a energia para correr do que caminhar.
Por outro lado, na velocidade de marcha lenta, os períodos de
duplo apoio dos membros ocupam uma porcentagem cada vez
50%
60%
80%
90%
Contato do
Desprendimento dos
calcanhar esquerdo
dedos direito
Fase de apoio direito 60%
Apoio simples do
membro direito
40%
100%
Contato do
calcanhar direito
Fase de balanço direito 40%
Fase de balanço esquerdo 40%
Duplo
apoio
10%
70%
Fase de apoio de esquerdo 60%
Duplo
apoio
10%
Apoio simples do
membro esquerdo
40%
FIGURA 15-10. Subdivisão do ciclo de marcha ilustra as fases de apoio e balanço e períodos de apoio simples e
duplo apoio.
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Capítulo 15
maior do ciclo da marcha. A marcha lenta proporciona maior
estabilidade porque ambos os pés estão no chão simultaneamente
para uma maior percentagem do ciclo. Na verdade, a velocidade
reduzida, o comprimento de passo mais curto e a cadência mais
lenta comumente vistos em pacientes idosos com medo de cair
ou com déficits de força, serve para melhorar a estabilidade da
marcha e prevenir quedas.96
TABELA 15-3. Terminologia que Define as Subdivisões do
Ciclo da Marcha
Fases
Percentagem Eventos do
do Ciclo
Membro Oposto
Eventos
Contato do
calcanhar
Pé plano
0
8
10
SUBDIVISÃO DAS FASES DE APOIO E DE BALANÇO
Cinco eventos específicos são geralmente descritos na fase de apoio:
o contato do calcanhar, pé plano, médio apoio, desprendimento do
calcanhar (ou elevação do calcanhar) e desprendimento dos dedos
(Fig. 15-11 e Tabela 15-3). O contato do calcanhar é definido como o
instante em que o calcanhar entra em contato com o solo, a 0% do
ciclo da marcha. O pé plano corresponde ao instante no qual toda
a superfície plantar do pé entra em contato com o solo. Esse evento
ocorre aproximadamente a 8% do ciclo da marcha. O médio apoio
na maioria das vezes é definido como o ponto no qual o peso do
corpo passa diretamente sobre a extremidade inferior de apoio. É
também definido como o momento em que o pé do membro
inferior na fase de balanço passa o membro inferior na fase de apoio
(ou seja, os pés estão lado a lado). A terceira definição do médio
apoio é o momento em que o trocânter maior do fêmur está verticalmente acima do ponto médio do pé de apoio no plano sagital.
Na realidade, todas as três definições correspondem a cerca de 30%
do ciclo da marcha, ou 50% da fase de apoio. O desprendimento do
calcanhar, período que varia consideravelmente entre os indivíduos,
ocorre em algum ponto entre 30% e 40% do ciclo da marcha. Isso
corresponde ao instante em que o calcanhar sai do solo. O desprendimento dos dedos, que ocorre a 60% do ciclo da marcha, é definido
como o instante em que os dedos saem do solo.
Um período referido como impulso também é usado com frequência. Esse período corresponde aproximadamente ao movimento
de flexão plantar do tornozelo de 40 a 60% do ciclo da marcha.
Embora haja uma quantidade significativa de variação na descrição da fase de balanço, esta fase é tradicionalmente subdividida
em três seções: balanço inicial, médio e terminal (Fig. 15-11). O
balanço inicial é o período desde o momento da retirada dos dedos
até o balanço médio (60 a 75% do ciclo da marcha). O balanço
médio corresponde ao período, pouco antes e ligeiramente após o
médio apoio do membro inferior oposto, quando o pé do membro
em balanço passa ao lado do pé do membro de apoio (75 a 85%
do ciclo da marcha). O balanço terminal é o período compreendido
entre o final do balanço médio até o pé entrar em contato com
o solo (85 a 100% do ciclo da marcha).
0%
EVENTOS
PERÍODOS
8%
30%
Contato do Pé
calcanhar plano
635
Cinesiologia da Marcha
Apoio
Apoio médio
Desprendimento dos
dedos
Balanço médio
(25%-35%)
30
Desprendimento 30-40
do calcanhar
50
Desprendimento 60
dos dedos
Balanço inicial
60-75
Balanço médio
75-85
Balanço final
85-100
Balanço
Apoio médio (80%)
Desprendimento do
calcanhar (80%-90%)
90
Contato do
calcanhar
Contato do calcanhar
100
E N F O Q U E
E S P EC IAL
15-2
Leva Tempo para Desenvolver suas Habilidades de
Observação
O
s eventos do ciclo da marcha podem ser observados quando as
pessoas andam em ambientes normais (ruas, shoppings, aeroportos). Como qualquer análise clínica, a análise da marcha observacional melhora com a prática. A observação repetida dos indivíduos
com padrões de marcha normal aguça a capacidade de se reconhecer
as variações e identificar os desvios da marcha anormal. As oportunidades para a prática desta destreza com uma pessoa já treinada em
análise observacional de marcha aumenta essas habilidades.
Uma terminologia substituta e relativamente mais recente, proposta por Perry,147 consiste em oito eventos que dividem o ciclo
da marcha em sete períodos (Fig. 15-12). Os eventos são: contato
40%
60%
Médio apoio Desprendimento
do calcanhar
75%
85%
Desprendimento
dos dedos
Impulso
Balanço inicial
100%
Contato do
calcanhar
Médio
balanço
Balanço terminal
FIGURA 15-11. Subdivisões tradicionais do ciclo da marcha.
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636
Seção IV
Extremidade Inferior
0%
EVENTOS
Contato
inicial
10%
Desprendimento
dos dedos opostos
PERÍODOS
Resposta
à carga
TAREFAS
Aceitação
do peso
FASES
30%
50%
Elevação
do calcanhar
Médio apoio
60%
73%
Contato Desprendimento
inicial oposto dos dedos
Apoio
terminal
Prébalanço
Apoio simples do membro
Balanço
inicial
100%
Tíbia
vertical
Médio balanço
Próximo
contato inicial
Balanço
terminal
Avanço do membro
Fase de apoio
CICLO
Pés
adjacentes
87%
Fase de balanço
Ciclo da marcha direito
FIGURA 15-12. Terminologia para descrever os eventos do ciclo da marcha. O contato inicial corresponde ao início do apoio,
quando o pé tem o primeiro contato com o solo a 0% do ciclo da marcha. O desprendimento dos dedos opostos ocorre quando
o pé contralateral sai do chão a 10% do ciclo da marcha. A elevação do calcanhar corresponde ao levantamento do calcanhar
do solo e ocorre, aproximadamente, a 30% do ciclo da marcha. O contato inicial oposto corresponde ao contato do pé do
membro oposto, normalmente a 50% do ciclo da marcha. O desprendimento dos dedos ocorre quando o pé deixa o solo a 60%
do ciclo da marcha. Os pés adjacentes ocorrem quando o pé do membro em balanço está próximo ao pé do membro em apoio,
a 73% do ciclo da marcha. A tíbia vertical corresponde à tíbia do membro em balanço orientada no sentido vertical, a 87% do
ciclo da marcha. O evento final é, novamente, o contato inicial, que, na verdade, é o início do próximo ciclo de marcha.
Esses oito eventos dividem o ciclo de marcha em sete períodos. A resposta à carga entre o contato inicial e o desprendimento
dos dedos opostos corresponde ao período quando o peso é aceito pelo membro inferior, que está iniciando o contato com o
solo. O médio apoio ocorre do desprendimento dos dedos opostos à elevação do calcanhar (10 a 30% do ciclo da marcha). O
apoio terminal se inicia quando o calcanhar se eleva, e termina quando o membro inferior contralateral toca o solo, de 30% a
50% do ciclo da marcha. Pré-balanço ocorre do contato do pé do membro inferior contralateral ao desprendimento dos dedos
do pé ipsilateral, que é o período correspondente ao segundo duplo apoio do ciclo de marcha (50% a 60% do ciclo da marcha).
O balanço inicial ocorre quando o desprendimento dos dedos aos pés adjacentes, quando o pé do membro em balanço está
próximo do membro em apoio (60 a 73% do ciclo da marcha). O médio balanço ocorre dos pés adjacentes, para quando a tíbia
do membro em balanço está vertical (73 a 87% do ciclo da marcha). O balanço terminal ocorre da posição vertical da tíbia para
pouco antes do contato do calcanhar (87 a 100% do ciclo da marcha). Os primeiros 10% do ciclo da marcha corresponde à
aceitação de peso – quando a massa do corpo é transferida de um membro inferior para outro. O apoio simples, de 10% a 50%
do ciclo da marcha, serve para sustentar o peso do corpo, enquanto o membro oposto está à frente. Os últimos 10% da fase de
apoio e toda fase de balanço serve para avançar o membro para uma nova posição à frente.
inicial, desprendimento dos dedos opostos, elevação do calcanhar, contato
oposto inicial, desprendimento dos dedos, pés adjacentes, tíbia vertical e
contato inicial para a passada seguinte. Os quatro períodos durante
o apoio são resposta à carga, médio apoio, apoio terminal e pré-balanço.
A fase de balanço tem três períodos: balanço inicial, médio e terminal. Com poucas exceções, essa terminologia, no geral, concorda
com a descrição anterior de marcha.
A existência de duas diferentes terminologias pode confundir,
especialmente quando utilizadas alternadamente. Neste capítulo, a
terminologia proposta por Perry, em 1992, é utilizada predominantemente.147 Para eliminar a confusão, o período de eventos durante
a marcha é mais frequentemente descrito como uma porcentagem
do ciclo da marcha.
DESLOCAMENTO E CONTROLE DO CENTRO DE
MASSA CORPORAL
Caminhar pode ser definido como uma série de perdas e recuperações de equilíbrio. A deambulação é iniciada ao permitir que o
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corpo se incline para frente. Para as quedas serem evitadas, as recuperações momentâneas do equilíbrio são alcançadas pelo movimento da frente do pé para um novo local. Uma vez que a marcha
é iniciada, o impulso do corpo para a frente leva o centro de massa
(CM) do corpo além do novo local do pé, necessitando de um passo
para frente com o outro pé. A progressão para a frente é então
realizada pela sucessiva e alternada recolocação dos pés. A transição
suave entre a perda e a recuperação do equilíbrio continua enquanto
o deslocamento para a frente com o corpo é desejado. A deambulação cessa quando a colocação do pé detém o movimento para a
frente do corpo e o equilíbrio é restabelecido sobre a base estática
de apoio. Embora esta descrição forneça uma explicação útil e
relativamente precisa da marcha, é necessário salientar que a marcha
exige também a participação ativa da musculatura dos membros
inferiores e, consequentemente, um gasto energético.
Deslocamento do Centro de Massa
O CM do corpo está localizado anteriormente à segunda vértebra
sacral, mas a melhor visualização do movimento do CM é acom-
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Capítulo 15
Cinesiologia da Marcha
637
Deslocamento vertical do CM
5 cm
A
5
4
3
2
1
0
0% 5% 10%
20%
30%
40%
50% 55% 60%
70%
80%
90%
100%
Deslocamento lateral do CM
Esquerdo
B
4 cm
2
1
0
−1
−2
Direito
FIGURA 15-13. Centro de deslocamento de massa (CM) durante a marcha. Os deslocamentos vertical e lateral do
CM estão ilustrados em A e B, respectivamente. O CM está na posição mais baixa e mais central, na direção lateral,
no meio do duplo apoio (5% e 55% do ciclo da marcha), uma posição de relativa estabilidade com os dois pés no
chão. Por outro lado, o CM está na sua posição mais alta e lateral no médio apoio (30% e 80% do ciclo da marcha)
– uma posição de relativa instabilidade. Durante o apoio simples do membro, a trajetória da CM nunca está diretamente sobre a base de apoio. Esse fato é ilustrado em B, com a projeção vertical do CM sempre localizada entre
as pegadas.
panhar o deslocamento da cabeça ou do tronco. Claramente, o
deslocamento mais notável do corpo durante a marcha é para a
frente (Fig. 15-13). Sobrepostos a este deslocamento para frente, no
entanto, estão dois padrões de movimento sinusoidal, que correspondem ao movimento do CM nas direções vertical e lateral.
No sentido vertical, o CM oscila para cima e para baixo, para
descrever duas ondas senoidais por ciclo de marcha (Fig. 15-13,
A). Este movimento do CM é melhor compreendido ao se olhar
para o indivíduo de lado. A altura mínima do CM ocorre no
ponto médio dos dois períodos de duplo apoio do membro (5%
e 55% do ciclo de marcha). A altura máxima do CM ocorre no
ponto médio dos dois períodos de apoio simples do membro
(30% e 80% do ciclo da marcha). Um total de deslocamento
vertical de cerca de 5 cm é observado na velocidade média no
adulto masculino.
Deslocamento do Centro de Massa
•
•
Deslocamento vertical total: 5 cm
Deslocamento lateral total: 4 cm
Durante a deambulação o CM também é deslocado alternadamente do membro inferior direito para o esquerdo, criando um
simples padrão sinusoidal lado a lado (da direita para a esquerda)
por ciclo de marcha (Fig. 15-13, B). A posição máxima do CM
para a direita ocorre no meio da fase de apoio no membro inferior
direito (30% do ciclo da marcha) e a posição do CM máximo para
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a esquerda ocorre na metade da fase de apoio sobre o membro
inferior esquerdo (80% do ciclo da marcha). Um deslocamento
lateral total de aproximadamente 4 cm ocorre durante a deambulação normal.83 A quantidade de deslocamento aumenta quando
o indivíduo tem uma base ampla de apoio durante a marcha (i.
e., caminha com os pés mais afastados entre si) e diminui com
uma base mais estreita de apoio (ou seja, caminha com os pés mais
juntos).
A próxima consideração é o padrão de movimento total do
CM durante um ciclo completo (Fig. 15-13). Começando logo
após o contato do calcanhar direito, o CM move-se para frente,
para cima e em direção ao pé direito. Essa direção geral do movimento continua durante os primeiros 30% do ciclo de marcha –
quando o corpo está essencialmente “subindo e deslocando sua
massa” sobre o membro inferior de apoio. Na posição de médio
apoio direito, o CM alcança sua posição mais alta e lateral para a
direita. Logo após o médio apoio direito, o CM continua em
frente, mas começa a se mover em um sentido descendente e para
o lado esquerdo do corpo – que está essencialmente “caindo” da
extremidade inferior de apoio. Este é um momento crítico no ciclo
da marcha. Com a perna esquerda na sua fase de balanço, o corpo
depende do membro inferior esquerdo para fazer o contato seguro
com o solo, a fim de aceitar a transferência de peso e evitar uma
queda. Logo após o contato do calcanhar esquerdo, durante a fase
de duplo apoio do membro, o CM está localizado a meio caminho
entre os pés e alcança sua posição mais baixa, uma vez que continua a avançar para o membro inferior esquerdo. Do desprendimento dos dedos do pé direito para o médio apoio do membro
26/5/2011 09:26:36
638
Seção IV
Extremidade Inferior
a deambulação ser uma função direta de sua velocidade (Equação
15-1), a energia cinética mínima está presente no médio apoio
(30% e 80% do ciclo da marcha) e a energia cinética máxima é
atingida no duplo apoio (5% e 55% do ciclo da marcha) (Fig.
15-14).
inferior esquerdo (80% do ciclo da marcha), o CM avança para
cima e em direção ao membro inferior esquerdo, que agora está
em apoio. A menos de 80% do ciclo da marcha, o CM está novamente em seu ponto mais alto, porém em sua posição mais lateral
para a esquerda. Pouco depois do médio apoio à esquerda, o
movimento do CM desloca-se para baixo e para o lado direito do
corpo. O ciclo da marcha se conclui e o processo é repetido
quando o calcanhar direito entra em contato com o solo.
Notável é o fato de que o CM nunca está localizado diretamente sobre a base de apoio do corpo durante o apoio simples
do membro (Fig. 15-13, B). Esse fato ilustra o desequilíbrio relativo do corpo durante a marcha, especialmente durante o apoio
simples do membro, quando o pé deve estar posicionado ligeiramente lateral à projeção vertical do CM corporal, para controlar
seu movimento lateral. A localização adequada do pé pelo movimento do quadril no plano frontal (ou seja, abdução e adução do
quadril) é crucial, considerando a limitada capacidade dos músculos da articulação subtalar em controlar o movimento lateral do
CM.203
Energia cinética = 0,5mv2
(Equação 15.1)
onde m é a massa do corpo e v é a velocidade do CM do corpo.
A energia cinética é complementada pela energia potencial
(Fig. 15-14). A energia potencial é uma função da massa do
corpo, do campo gravitacional que age sobre o corpo e da altura
do CM do corpo (Equação 15.2). Durante a marcha, a energia
potencial máxima é alcançada quando o CM atinge seu ponto
mais alto (30% e 80% do ciclo da marcha). A energia potencial
mínima do corpo ocorre no duplo apoio (5% e 55% do ciclo
da marcha), quando o CM do corpo está nos pontos mais
baixos.
Energia Potencial = mgh
Considerações sobre Energia Cinética e Potencial
Embora caminhar pareça ocorrer em uma velocidade constante,
o corpo realmente acelera e desacelera um pouco a cada passo.
Quando o membro inferior de apoio está à frente do CM do
corpo, este fica mais lento. Inversamente, quando o membro
inferior de apoio está por trás do CM do corpo, acelera. O corpo
atinge a sua velocidade mais baixa, portanto, no médio apoio,
uma vez que “subiu” no membro inferior de apoio; e sua maior
velocidade durante o duplo apoio do membro, uma vez que
“caiu” a partir do membro inferior de apoio e antes de “subir”
no membro oposto. Devido à energia cinética do corpo durante
(Equação 15.2)
onde m é a massa do corpo, g é a aceleração descrescente potencial,
resultante da gravidade e h é a altura do CM.
Em uma representação gráfica das mudanças na energia cinética
e potencial durante a marcha, a relação entre as curvas é facilmente
observada (Fig. 15-14). Os tempos da energia potencial máxima
correspondem aos tempos da energia cinética mínima e vice-versa.
À medida que a energia potencial é perdida do médio apoio para
o duplo apoio do membro (o CM do corpo vai do seu ponto mais
alto para sua posição mais baixa), a energia cinética é adquirida (o
CM do corpo passa do mínimo para a velocidade máxima). Por
Transferência de energia durante a marcha
Energia potencial
Energia cinética
Nível de energia
durante a marcha
0% 5% 10%
20%
30%
40%
50% 55% 60%
70%
80%
90%
100%
FIGURA 15-14. Transferência entre a energia cinética e potencial durante a marcha. O mínimo de energia potencial
existe quando o centro de massa (CM) está em sua menor pontuação (5% e 55% do ciclo da marcha). A energia
potencial máxima ocorre quando o CM está na sua maior pontuação (30% e 80% do ciclo da marcha). O inverso
ocorre para a energia cinética. Esta transferência entre energia cinética e potencial é análoga a andar em uma bicicleta
que ganha velocidade enquanto desce um morro e perde velocidade enquanto sobe a próxima colina.
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672
Seção IV
Extremidade Inferior
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 15-1
Ativação Muscular Excêntrica, Isométrica ou Concêntrica: É Realmente Sempre Conhecida como Certa
Muita atenção tem sido dada neste capítulo para o tipo de ativação
de um músculo ou grupo muscular durante as diferentes partes do
ciclo da marcha. Em um sentido amplo, a ativação isométrica ocorre
quando um músculo ativado não muda de comprimento. A ativação
concêntrica ocorre quando o músculo ativado realmente se encurta
(contrai-se), ao passo que a ativação excêntrica ocorre quando o
músculo alonga-se por alguma outra força mais dominante. Conforme
descrito no Capítulo 3, a produção de força de um músculo depende
do seu tipo de ativação, dado um esforço constante. Esta questão é,
portanto, muito relevante para o estudo da marcha.
Na maioria das configurações clínicas ou laboratoriais, o tipo
específico de ativação de um músculo pode ser estimado comparando a sua ação estabelecida contra a direção de rotação da articulação que o músculo está atravessando. Por exemplo, o tibial anterior
assume uma experiência de ativação excêntrica após o contato do
calcanhar, baseado no fato de que o tornozelo está em flexão plantar
no momento em que esse músculo dorsiflexor primário está ativo.
Esta ligação clínica considera variáveis que podem interferir com a
lógica deste método prático de análise.
Primeiro, considere um músculo pluriarticular do membro inferior
ativado. Não é incomum para tal músculo contrair-se através de uma
articulação e ao mesmo tempo ser alongado através de uma articulação
mais proximal ou distal. A cinemática articular ilustrada na Figura 15-15
proporciona uma oportunidade para considerar tal situação, para os
músculos pluriarticulares que atuam principalmente no plano sagital. Por
exemplo, pode não ser possível determinar com absoluta certeza a
mudança no comprimento do músculo reto femoral ativado quando
estiverem sendo alongado pela extensão do quadril e, simultaneamente,
encurtado com a extensão do joelho em 15 a 40% do ciclo da marcha.
Analogamente, determinar a variação real no comprimento do gastrocnêmio pode ser bastante desafiador, quando se considera a combinação
dos movimentos do tornozelo e do joelho durante a marcha.63,84
O fato de a mudança no comprimento do músculo ser afetado pela
alteração no comprimento das fibras musculares ativadas e no estiramento do seu tendão aumenta a complexidade do processo de
estimar o tipo de ativação que o músculo enfrenta durante a marcha.
Baseado em sua rigidez, um tendão pode alongar-se significativamente quando sob carga. O tendão do calcâneo, por exemplo, alonga-se até 8% do seu comprimento de repouso depois de uma
contração máxima dos músculos da panturrilha.108 A magnitude do
alongamento é dependente da arquitetura específica da unidade
músculo-tendão, mas também da quantidade e da taxa de aplicação
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da força. Esta propriedade fisiológica de um tendão pode obscurecer
a alteração do comprimento real da unidade músculo-tendão durante
toda a ativação. É possível que em algumas condições cinemáticas,
dependendo do músculo, toda contração das fibras musculares pode
ser compensada por um alongamento similar do tendão. Neste
exemplo, uma ativação previamente considerada isométrica para a
unidade músculo-tendão (com base na ausência de mudança no
ângulo articular) pode, de fato, ser um pouco concêntrica no nível das
fibras musculares.
A ultrassonografia em tempo real oferece a capacidade de fazer
medições diretas do comprimento das fibras musculares durante o
movimento dinâmico.29,30,109 Esta técnica foi utilizada para estudar a
função específica do vasto lateral durante a marcha, logo após o
contato do calcanhar, no período em que este músculo é fortemente
ativado e considerado ativo excentricamente. Apesar de o joelho
mover-se em direção à flexão, o comprimento das fibras musculares
realmente permaneceu relativamente constante – a carga colocada no
músculo causou alongamento significativo do tendão do vasto lateral.
Os autores do estudo também observaram resultados semelhantes
quando analisaram as fibras musculares do tibial anterior, imediatamente após o contato do calcanhar – quando o músculo é fortemente
ativado, com o tornozelo movendo-se em direção à flexão plantar. Em
ambos os cenários, observou-se uma ativação anteriormente excêntrica para toda a unidade músculo-tendão ser essencialmente isométrica por natureza nas fibras musculares. O alongamento do tendão é
provavelmente utilizado para amortecer o impacto sobre todo o músculo
e para armazenar a energia elástica.29
Estes dados expõem a simplificação de interpretar um tipo de
ação muscular com base somente em dados eletromiográficos e
cinemáticos. Em alguns músculos, especialmente durante os movimentos de arco curto como os descritos anteriormente, a complacência dentro do tendão (e outros tecidos conjuntivos) pode ser
responsável por algumas ou todas as mudanças no movimento articular. É interessante considerar que os dois fatores destacados nesta
conexão clínica – músculos pluriarticulares e complacência do tendão
– podem minimizar as alterações de comprimento das fibras musculares durante o movimento e, assim, ajudar a manter o músculo na
porção ideal de sua curva comprimento-tensão.
Esta conexão clínica não pretende negar o método padrão empírico
para inferir se um músculo está ativado isométrica, concêntrica ou excentricamente, mas sim destacar o potencial de limitação desse método em
avaliar todos os músculos ao longo de um vasto leque de funções.
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Capítulo 15
673
Cinesiologia da Marcha
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 15-2
Marcha e Corrida — Uma Transição Cinesiológica
Parâmetros temporais em função
da velocidade de locomoção
A
Duração do ciclo
(segundos)
1,5
1,3
1,1
0,9
0,7
X
W
R
0,5
3
5
12
7
9
Velocidade (km/h)
80
B
Duração do apoio
(%ciclo)
A corrida, uma progressão natural da locomoção bípede quando precisamos avançar mais rapidamente, compartilha muito dos mesmos
princípios cinesiológicos fundamentais da marcha. No entanto, diferenças notáveis devem ser consideradas para fornecer uma avaliação
ideal e intervenções para aqueles que procuram cuidados para as
lesões relacionadas à corrida. Não é incomum as pessoas com deficiência nos membros inferiores se queixarem de dor quando correm
e não durante a marcha.
Semelhante a caminhar, correr é uma ação cíclica que pode ser
resumida através da descrição de um ciclo completo – do contato do
pé de um membro para o próximo contato do pé do mesmo membro.
Além disso, como a marcha, embora um padrão geral de movimento
seja descrito para a corrida, a cinemática da articulação e da cinética,
bem como a intensidade e o tempo de ativação muscular, diferem
substancialmente em todo o espectro da velocidade, de movimentar-se lentamente até a corrida. Esta cinesiologia dependente da
velocidade é frequentemente implicada nas lesões relacionadas à
corrida, uma vez que correr mais rápido geralmente requer uma maior
amplitude de movimento, velocidade e geração de forças. A falta de
acomodações progressivas para estas grandes demandas sobre o
sistema musculoesquelético dos membros inferiores gera um potencial para as lesões como tendinites e fraturas por estresse.81,186 Em
geral, na descrição da corrida fornecida aqui, serão mantidos os
termos gerais e os valores típicos que se aplicam à execução em uma
corrida de velocidade moderada.
Uma transição individual do caminhar para correr é alcançada não
por causa da incapacidade de andar mais rápido, mas pela maior
eficiência energética da corrida, quando comparada a uma velocidade
de marcha de aproximadamente 2,1 a 2,2 m/s43,157,163 Por definição,
a corrida ocorre quando os dois períodos de duplo apoio do membro
durante a marcha são substituídas por dois períodos de “voo” –
quando os pés estão fora do chão ao mesmo tempo. Ao passar do
caminhar para correr, a duração da fase de apoio de cada membro
cai repentinamente, de 60 para 40% do ciclo. Quanto mais rápido a
velocidade de corrida, menor a duração do ciclo e menor o percentual
da fase de apoio no ciclo total da corrida (Fig. 15-51). Mecanicamente,
quando se passa da marcha para a corrida, o corpo faz a transição
de um modo de locomoção semelhante a um pêndulo invertido para
outro semelhante a uma “mola”.22,156 A transferência cíclica da energia
potencial e cinética que ocorre ao longo de um membro em apoio
relativamente estendido durante a marcha foi substituída por uma
estratégia que aproveita a energia elástica armazenada inicialmente
e, em seguida, liberada pelos músculos, tendões e outros tecidos
conjuntivos, no membro do apoio parcialmente flexionado durante a
corrida (Fig. 15-52).
Através da observação visual, deve ser facilmente perceptível que
os movimentos das articulações dos membros inferiores ocorrem
muito mais rapidamente durante a corrida em comparação com a
60
40
X
W
R
20
3
5
7
9
12
Velocidade (km/h)
Marcha
Corrida
FIGURA 15-51. Tempo de duração de um ciclo de marcha e corrida
ao longo de um intervalo da marcha e velocidades de corrida (A).
Duração da fase de apoio sobre um intervalo da marcha e velocidades
de corrida (B). Nota: 5 km/h (1,3 m/s)
é o reflexo de uma velocidade
_
média da marcha (indicado por X ) e 7 km/h (2m/s) é reflexo da
velocidade de transição, quando o indivíduo passa do caminhar para
a corrida (indicado por W → R). (Dados de Cappelini G, Ivanenko
YP, Poppele RE, Lacquaniti F: Motor patterns in human walking and
running, J Neurophysiol 95:3426, 2006.)
marcha. Isso ocorre principalmente por causa da curta duração do
ciclo de marcha, mas também, embora em menor medida, da maior
amplitude de movimento articular utilizado para a corrida.24 No
quadril, no plano sagital, o padrão de movimento durante a corrida é
muito semelhante ao que ocorre durante a marcha, com exceção de
uma quantidade maior de flexão do quadril no contato inicial do pé e
a extensão do quadril um pouco mais leve no desprendimento dos
dedos. O padrão de movimento do joelho no plano sagital durante a
corrida também é semelhante ao da marcha, com a exceção de uma
maior quantidade de flexão do joelho durante o ciclo completo.
Durante a corrida, o joelho está flexionado de 20 a 30 graus no
contato inicial, antes de flexionar alguns graus adicionais na parte
Continua
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674
Seção IV
Extremidade Inferior
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 15-2
Marcha e Corrida — Uma Transição Cinesiológica —cont.
Corrida
Marcha
FIGURA 15-52. As imagens superiores ilustram diagramas que representam os ciclos da marcha e da corrida e mostram a atitude um pouco
mais flexionada do membro inferior durante as fases de apoio e
balanço de corrida. As imagens inferiores retratam a trajetória do
centro de massa durante a marcha e a corrida. O centro de massa se
assemelha a um pêndulo invertido durante a marcha, o que indica a
transferência entre o potencial “fora de fase” a energia cinética (compare
com a Figura 15-14). Isso está em contraste com a corrida, que tira
proveito de uma transferência entre o potencial “em fase”, a energia
cinética do corpo e a energia elástica dos músculos, dos tendões e de
outros tecidos conjuntivos dos membros inferiores. (Dados de Cappelini G, IvanenkoYP, Poppele RE, Lacquaniti F: Motor patterns in
human walking and running, J Neurophysiol 95:3426, 2006.)
inicial do apoio. Isso é seguido por uma pequena quantidade de
extensão do joelho, retornando para o ângulo de flexão no contato
inicial antes de começar a flexionar novamente, pouco antes do
desprendimento dos dedos para iniciar a fase de balanço. Perante
esta atitude relativamente flexionada do membro de apoio e a necessidade de mover o membro do balanço mais rapidamente, a flexão
máxima do joelho durante o balanço é de 80 a 110 graus – novamente, ângulos específicos variam com a velocidade de corrida.
Na velocidade lenta de corrida, similar à marcha, a maioria dos
corredores faz o contato inicial com o solo com a região do calcanhar.
Esses corredores são frequentemente referidos como atacantes retropé.
Aqueles que, em vez disso, fazem contato com o solo inicial com todo
o pé ou com a região do antepé, são chamados atacantes mediopé e
antepé, respectivamente. À medida que aumenta a velocidade de
corrida, a maioria dos corredores progressivamente altera a região do
contato inicial para o antepé. Independentemente do padrão de contato
do pé, em geral, o tornozelo está perto de uma posição neutra no
contato inicial do pé. O contato inicial é imediatamente seguido por um
movimento de dorsiflexão do tornozelo. Esse movimento de dorsiflexão
resulta, em parte, de uma grande flexão do joelho que está presente
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durante a corrida e exige controle excêntrico dos flexores plantares do
tornozelo. Isso está em nítido contraste com a pequena quantidade de
flexão plantar do tornozelo, controlada por uma ação excêntrica dos
dorsiflexores para gerar um torque interno de dorsiflexão (Fig. 15-53),
e ocorre imediatamente após o contato do calcanhar durante a marcha.
O movimento de dorsiflexão que ocorre no início do apoio, até aproximadamente 20 graus, é seguido por uma rápida flexão plantar (até
cerca de 30 graus) no apoio terminal, antes do desprendimento dos
dedos. Tal como acontece na marcha, o tornozelo, então, retorna para
a dorsiflexão durante o balanço.
Nos planos frontal e transversal os padrões globais cinemáticos que
ocorrem no quadril (rotação interna e adução seguido de rotação
externa e abdução), no joelho e no pé (pronação seguida pela supinação) durante a fase de apoio da corrida são semelhantes aos observados durante a marcha. As principais diferenças são que os movimentos
articulares ocorrem em maior velocidade angular e normalmente são
alguns graus de maior magnitude. Acredita-se que esses movimentos,
tanto de amplitude excessiva como mal controlada, ou ambos, muitas
vezes contribuem para lesões agudas e crônicas dos membros inferiores. Clinicamente, a observação e quantificação desses movimentos
são difíceis, mas, no entanto, de extrema importância na determinação
de estratégias de intervenção ideal (Enfoque Especial 15-8).50,121,170
Como se supõe, a Figura 15-53 mostra que as forças de reação
vertical do solo durante a corrida são de uma magnitude maior do
que aquelas medidas durante a marcha. Nesta ilustração, a forma
suave do pico da curva é a característica de um corredor que faz o
contato inicial com o antepé – os flexores plantares do tornozelo fácil
e suavemente transferem o impacto da carga para as forças de
propulsão. O perfil vertical da força de reação do solo de um atacante
retropé exibe um pico de impacto inicial adicional e bastante característico nos primeiros 10% da fase de apoio. As forças de reação
vertical do solo durante a corrida podem ser tão elevadas, quanto três
a quatro vezes o peso corporal e progressivamente maiores à medida
que a velocidade de corrida aumenta. No sentido anteroposterior,
semelhante ao que ocorre durante a marcha, tanto os atacantes
retropés quanto os antepés mostram uma força de ruptura inicial na
primeira metade do apoio, seguido por uma força propulsora na
segunda metade do apoio. A magnitude da velocidade-dependente
dessas forças varia de 0,3 a 0,6 vez o peso corporal, que é duas a
quatro vezes a magnitude das medidas durante a marcha.24,88
As grandes forças de reação do solo combinadas com a maior
frequência de movimentos articulares angulares durante a corrida
estão associadas ao maior torque interno articular. A Figura 15-53
compara as curvas de torque interno articular para marcha e corrida
para o quadril, o joelho e o tornozelo. As formas das curvas para o
quadril e o joelho são geralmente semelhantes para marcha e corrida,
mas os torques internos articulares são de maior magnitude durante
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Capítulo 15
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Cinesiologia da Marcha
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 15-2
Marcha e Corrida — Uma Transição Cinesiológica — cont.
A
Torque interno
da articulação do
quadril (Nm/kg)
Plano cinético sagital
1,5
1
EXTENSÃO
0,5
0
−0,5
FLEXÃO
B
Torque interno
da articulação do
joelho (Nm/kg)
3
2
1
EXTENSÃO
0
FLEXÃO
C
Torque interno
da articulação do
tornozelo (Nm/kg)
−1
2
1
FLEXÃO
PLANTAR
0
DORSIFLEXÃO
D
FRS vertical
(% peso corporal)
3
2
1
0
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Percentagem do ciclo
Corrida
Marcha
FIGURA 15-53. Torques internos para o quadril no plano sagital (A),
para o joelho (B) para o tornozelo (C) e as forças de reação vertical
do solo (FRS) (D) para um ciclo da marcha (5,4 km/h) e corrida (9,4
km/h) de um indivíduo. Linhas verticais tracejadas em azul e laranja
indicam a transição entre as fases de apoio e de balanço. (Dados de
Cappelini G, IvanenkoYP, Poppele RE, Lacquaniti F: Motor patterns
in human walking and running, J Neurophysiol 95:3426, 2006.)
a corrida. No tornozelo, o perfil do torque articular para a corrida é
notavelmente diferente daquele durante a marcha, com a ausência
do torque inicial de dorsiflexão. Este reflexo da cinemática no tornozelo, com o contato inicial, é imediatamente seguido por um movimento de (perna-sobre-pé) dorsiflexão. O padrão e a magnitude do
torque articular no tornozelo variam significativamente com base na
velocidade de corrida e nos corredores, de acordo com a forma com
que o pé faz contato inicial com o solo. Em comparação com aqueles
que fazem o contato inicial do calcanhar com o solo, os atacantes
confiam muito mais fortemente nos flexores plantares do tornozelo
para amortecer a carga inicial sobre o membro inferior. Determinar o
padrão de contato do pé com o solo faz parte de uma avaliação global
de corredores com lesões dos membros inferiores, especialmente as
lesões no pé, no tornozelo e na perna.
Conforme descrito neste capítulo, a potência através de uma articulação é o produto do torque e a velocidade angular. Portanto, não é
surpreendente que a energia gerada ou absorvida através das articulações dos membros inferiores durante a corrida é várias vezes a
magnitude daquela registrada durante a marcha. A presença de maior
potência e torque é expressa através do aumento significativo da
ativação muscular medida durante a corrida em comparação com a
marcha. A Figura 15-54 mostra a magnitude e o padrão de ativação
de quatro músculos representativos, comparando a marcha a 5 km/h
(uma média de velocidade de marcha) e corrida a 9 km/h (uma velocidade de corrida lenta). O vasto medial e o glúteo médio são reflexos
da musculatura mais proximal, mostrando um padrão de ativação
relativamente semelhante durante a marcha e a corrida. Por outro lado,
as mudanças consistentes na cinemática e cinética do tornozelo e os
padrões de ativação da musculatura do tornozelo, do tibial anterior e
do gastrocnêmico são particularmente diferentes entre a marcha e a
corrida. Para todos os músculos, uma ativação muscular progressivamente maior é observada durante a corrida, e esta diferença é amplificada com o aumento da velocidade. (Consulte Cappellini et al.22 para
os perfis de ativação muscular de 32 músculos através de um espectro
de velocidades de marcha e corrida.)
Sob uma perspectiva de prevenção de lesões, uma das mais importantes diferenças entre caminhar e correr é a magnitude das forças
aplicadas ao sistema musculoesquelético (Tabela 15-6). A magnitude
e a natureza repetitiva dessas forças exigem força e resistência adequadas da musculatura dos membros inferiores, bem como a adaptação progressiva do tecido ao longo do tempo. Além disso, é importante
considerar a influência de fatores tais como a velocidade de marcha e
a inclinação da superfície, que modificam a cinemática e a cinética da
corrida e as exigências sobre o sistema, e a forma que, potencialmente,
leva a lesões. Clinicamente, “erros de treinamento” que levam a lesões
durante a corrida são mais facilmente identificados e compreendidos
com o conhecimento de como a cinemática e a cinética mudam ao
longo da transição das velocidades da marcha e da corrida.
Continua
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676
Seção IV
Extremidade Inferior
Conexões Clínicas Adicionais
CONEXÃO CLÍNICA 15-2
Marcha e Corrida — Uma Transição Cinesiológica — cont.
Intensidade relativa da EMG durante a marcha e a corrida
Glúteo médio
FIGURA 15-54. Intensidade relativa e perfil de ativação de
quatro músculos selecionados durante a marcha (5 km/h) e
corrida (9 km/h). As linhas verticais tracejadas em azul e
laranja indicam a transição entre as fases de apoio e de balanço.
(Dados de Cappelini G, IvanenkoYP, Poppele RE, Lacquaniti
F: Motor patterns in human walking and running, J Neurophysiol 95:3426, 2006.)
Vasto medial
Gastrocnêmio
Tibial anterior
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Porcentagem do ciclo
Marcha
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Corrida
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