BIOMECANICA CA INTERDISCIPLINA

BIOMECANICA CA INTERDISCIPLINA

INTRODUCERE

Biomecanica miscarii umane poate fi definita ca interdisciplina care descrie, analizeaza si evalueaza miscarea umana. Miscarile fizice implicate sunt de o mare diversitate: mersul handicapatilor, ridicarea unei greutati de catre un muncitor sau performantele unui atlet.

Principiile fizice si biologice care se aplica sunt aceleasi in toate cazurile, ceea ce se schimba este doar specificul miscarii si nivelul de detaliu care se cere in privinta performantelor fiecarei miscari.

Lista specialistilor interesati in aspectele miscarii umane este lunga: ortopezi, chirurgi antrenori de atletism, ingineri din domeniul recuperarii functionale, terapeuti, kineziologi, specialisti in ortezare si protezare, psihiatrii, proiectanti de echipament sportiv.

La nivel fundamental numele dat stiintei care se ocupa de problematica diversa a miscarii umane este cel de KINEZIOLOGIE.

Aceasta disciplina , in plina evolutie combina aspecte ale fiziologiei, ale invatarii motorii, ale fiziologiei exercitiilor fizice precum si multe cunostiintede biomecanica.

BIOMECANICA, ca dezvoltare a stiintelor vietii si a celor fizice, este construita pe corpul cunostiintelor de baza ale fizicii, chimiei, matematicii, fiziologiei si anatomiei. Ea poate fi definita ca stiinta care studiaza caracteristicile raspunsului in timp si spatiu ale materialelor biologice, solide, lichide si visco-elastice , si ale corpului uman in ansamblu cind sunt supuse actiunii unor sisteme de fortele interne si externe. Cu alte cuvinte ea aplica legile mecanice la studiul sistemelor biologice, umane si animale.

1.2. ISTORICUL CERETARILOR PRIVIND LOCOMOTIA UMANA

Cercetarile privind producerea locomotiei umane dateaza din antichitate.

Aristotel a aplicat analiza geometrica a actiunii mecanice a muschilor atit la nivel unor parti ale corpului cit si la nivelul intregului corp.

Leonardo Da Vinci a descris in desenele sale anatomice mecanica sorijinului, a urcarii, coboririi, ridicarii din pozitia sezind , precum si realizarea sariturii.

Functiile fiziologice au fost analizate matematic de Galileo Gallilei(1564-1643) si de William Harvey (1578-1657), care s-a remarcat prin eforturile sale de pionerat privind definirea circulatiei sanguine, fiind creditat ca parintele biomecanicii fluidelor.

Alfonso Borelli (1608-1679) a explorat cantitativ forta dezvoltata de muschi si a definit oasele drept pirghii actionate si controlate de muschi. El este considerat fondatorul biomecanicii solidelor.Contributii remarcabile le-au adus si Newton(1642-1727), Bernoulli(1700-1782), Poiseuille(1799-1869), Thomas Young(1773-1829), Euler(~1862).

Incercarile de studiere si explicare a functiilor si structurilor fiziologice din punct de vedere al legilor fizicii si ingineriei au fost realizate la inceput de medici, fizicieni si de specialisti din domeniu medical. I prezent cercetarile de acest gen cad cu precadere in sarcina specialistilor din domeniul ingineriei biomedicale sau bioingineriei.

Obiectivele cercetarilor din domeniul biomecanicii sunt in general bidirectionate. In primul rind biomecanica urmareste intelegerea aspectelor fundamentale ale functiilor fiziologice, scopul fiind medical. In al doilea rind ea cauta sa elucideze aceste functii in scopul aplicarii rezultatelor in domenii nemedicale.

Corespunzator primei situatii au fost si continua sa fie realizate si dezvoltate tehnici sofisticate de monitorizare a functiilor fiziologice, datele acumulate sunt prelucrate si sunt prezentate teorii care sa explice aceste date, scopul fiind diagnosticarea " motorului uman", pentru a gasi cauzele functionarii ineficiente a acestuia , ca urmare a imbolnavirii( patologie), imbatrinirii, uzurii prin oboseala sau distrugerii prin accident(medicina de urgenta).

Munca nu se opreste aici pentru ca ea furnizeaza baza necesara dezvoltarii tehnologiilor de tratare si mentinere( terapie) a organismului uman afectat de boala, analiza biomecanica fiind dirijata in directia imbunatatirii sistemului de ingrijire a sanatatii. Se realizeaza astfel o imbunatatire a stilului de viata prin fiziologia exercitiului fizic si biomecanicii sportului, creste abilitatea de a "repara" si recupera parti ale organismului uman, se dezvolta tehnologii de sustinere a organelor cu functionare defectoasa, deci se creaza conditii de creare de orteze sau de inlocuire a acestor segmente prin elemente de protezare.

1.3 EVOLUTIA TEHNICILOR SI ECHIPAMENTELOR DE INREGISTRARE A MISCARII

Interesul sporit fata de studiul miscarii umane a impus punerea la punct si dezvoltarea unor tehnici de inregistrare si in paralel s-au creat echipamente pentru inregistrarea acesteia.

Acestea au permis analiza miscarii din punct de vedere calitativ ( aspectul miscarii) sau cantitativ (viteze,acceleratii, forte) contribuind considerabil la intelegerea mecanismelor fundamentale ce stau la baza miscarii umane.

Primele realizari in domeniul inregistrarii miscarii umane ii apartin fotografului englez Edward J.Muybridge(1830-1904) care prin utilizarea unui set de pina la 36 de camere sincronizate a fost capabil sa detecteze secvente de imagini egal distantate in timp corespunzatoare locomotiei umane sau animale, anticipind astfel camerele de filmat(fig.1,2 )

Fig. 2

O contributie remarcabila au adus-o si E. J. Marey si J. Demeny care au elaborat metoda cronofotografiei ce consta in rotirea, cu viteza constanta, in fata unui obiectiv fotografic a unui obturator constind dintr-un disc mat prevazut cu fante plasate la distante egale.Prin utilizarea acestor proceduri stroboscopice el a obtinut primele diagrame "stick" (sub forma de bete) ale miscarii.(fig.3,4 ).

Fig.3

Fig.4

Metoda cronofotografiei s-a dezvoltat, ulterior, in doua directii. Prima urmarea masurarea masurarea exacta a miscarilor. La inceput, fotografia era realizata pe fond negru, omul aflat in miscare fiind imbracat intr-un costum de catifea neagra , pe care, prin aplicarea unor benzi stralucitoare, erau marcate axele si principalele puncte ale partilor componente ale corpului.

Mai tirziu, benzile au fost inlocuite cu becuri incandescente punctiforme, plasate corespunzator cu axele articulatiilor.

O metoda similara au folosit si V.Braunne si O.Fisher, dar, in locul benzilor stralucitoare ei au aplicat becuri cu gaz luminiscent. Toate aceste perfectionari au permis imbunatatirea preciziei de masurare a miscarilor. Ulterior, cronofotografia a fost dezvoltata considerabil de N.A.Bernstein, care a elaborat metoda ciclogrammetriei. Cu ajutorul obturatorului, pe placa se obtineau traiectoriile punctiforme ale beculetelor acestea constituind asa numita ciclograma. In functie de coordonatele punctelor, pe ciclograma se puteau calcula deplasarea lor, vitezele si acceleratiile, iar in functie de masa si acceleratia elementelor, se calculau fortele aplicate.

V. Braunne si O. Fisher au studiat, de asemenea, masele si momentele de inertie ale partilor corpului uman, cinematica articulatiilor precum si conditiile de realizarea actiunilor musculare. Ei au incercat sa foloseasca coordonatele spatiale, obtinute prin fotografiere, pentrurezolvarea ecuatiilor de miscare pentru segmentele si ansamblul corpului uman. Desi stabilirea coordonatelor se realiza foarte exact, slaba frecventa de fotografiere si insuficienta metodelor matematice nu au permis atunci rezolvarea problemei.

N.A. Bernstein a obtinut, printr-o simplificare considerabila a metodei de determinare a eforturilor ( a neglijat determinarea cu exactitate a momentelor de inertie), date importante privind caracterul "discret " si interactiunile complexe ale miscarilor. Aceste cercetari au stat la baza elaborarii teoriei biomecanicii.

Cea de a doua directie ded ezvoltare a cronofotografiei a urmarit reproducerea miscarilor pe ecran. Aceasta a condus la aparitia cinematografiei, precursoarea cinematografului contemporan. La inceput Marey a folosit "fotopusca"(fig. 3 ), in care 12 placi se schimbau succesiv cu rapiditate. Benzile negative de hirtie, mai tirziu de celuloid, s-au dovedit mai practice. Pentru aplicarea lor, s-a recur la un obturator; cind discul "inchide" complet obiectivul, banda inainteaza cu un cadru.. Datorita filmarii cu frecventa inalta (filmare rapida), proiectind pe ecran cu frecventa normala, se poate obtine o imagine incetinita. Filmarea rapida permitea studierea miscarii, nu insa si masurarea ei. Cineciclografia, o metoda mai putin eficienta, datorita impreciziei rezultatelor masuratorii, prezenta insa unele avantaje in comparatie cu ciclografia, intrucit oferea posibilitatea filmarii in conditii de concurs, subiectul nefiind obligat sa poarte un echipament greoi.

Metodele de analiza a miscarii umane au evoluat considerabil in ultimele decenii, utilizarea calculatorului aducind o contributie remarcabila, sistemele existente in prezent permitind nu numai inregistrarea miscarilor ci si prelucrarea datelor si interpretarea acestora realizindu -se ceea ce se numeste in termeni de specialitate, analiza si evaluarea miscarii.

MASURARE, DESCRIERE, ANALIZA SI EVALUARE

Abordarea stiintifica din domeniul biomecanicii a fost caracterizata de o mare cantitate de confuzie, unele descrieri ale miscarii umane fiind trecute drept evaluari in timp ce altele implicind doar masuratori au fost prezentate in mod fals drept analize. Se impune deci de a clarifica si intelege acesti termeni.

Orice evaluare cantitativa a miscarii umane trebuie precedata de o faza de masurare si descriere, si daca este necesar un diagnostic mai semnificativ se realizeaza si o analiza biomecanica. In cazul evaluarii handicapatilor locomotori, relatiile existente intre etapele mai sus mentionate pot fi reprezentate conform fig.5

Fig 5

Toate nivelele de evaluare implica fiinta umana si sunt bazate pe observarea vizuala a pacientului sau subiectului, pe datele inregistrate sau pe o analiza biomecanica ce rezulta.Nivelul de evaluare primar utilizeaza observatia directa care plaseaza o sarcina enorma chiar si celor mai experimentati specialisti. Toate masuratorile sunt subiective si sunt aproape imposibil de comparat cu cele obtinute anterior. Observatorii sunt apoi confruntati cu sarcina de a descrie ceea ce au vazut, de a monitoriza modificarile de a analiza informatiile si de a determina( diagnostica) cauzele. In cazul efectuarii masuratorilor in timpul miscarii pacientului atunci informatia poate fi prezentata intr-o maniera convenabila pentru descrierea miscarii din punct de vedere cantitativ. Sarcina observatorului este simplificata in acest caz considerabil. El poate acum sa cuantifice modificarile, sa desfasoare analize simple si sa incerce sa ajunga la un diagnostic obiectiv.

La cel mai inalt nivel de evaluare observatorul poate realiza analize biomecanice extrem de semnificative in diagnosticarea cauzei exacte a problemei, poate compara aceste analize cu cele ale indivizilor normali si sa monitorizeze modificarile lor detaliate, in timp.

Tehnicile de masurare si analiza utilizate intr-un eveniment atletic ar putea fi identice cu tehnicile utilizate in evaluarea mersului amputatilor. Evaluarea optimizarii energeticii atletilor este ,totusi, destul de diferita de evaluarea stabilitatii amputatilor. Atletii sunt analizati pentru modificari detaliate dar minore care vor imbunatati performantele lor prin citeva procente. Amputatii sunt analizati pentru progrese majore care sa le asigure controlul stabilitatii mersului, dar nu pentru diferente fine si de detaliu. Mersul acestora va putea fi considerat satisfacator chiar daca nu se realizeaza la capacitatea maxima.

1.5 MASURAREA, DESCRIEREA SI MONITORIZAREA

Functiile de mesurare si descriere sunt dificil de separat. Se are in vedere ca un dispozitiv de masurare dat poate furniza datele intr-un numar diferit de moduri. La rindul ei un acelasi tip de descriere poate proveni de la dispozitive de masurare diferite.

Primele studii biomecanice aveau drept unic scop descrierea unei miscari date, evaluarile ce erau furnizate rezultind doar din inspectarea vizuala a datelor.

Descrierea datelor poate lua forme multiple: curbe, obtinute pe sisteme de inregistrare cu penita; grafice ale coordonatelor corpului; diagrame "stick" sau masuratori simple de iesire cum ar fi viteza mersului, sarcina ridicata sau inaltimea unei sarituri.

O camera de filmat este prin ea insasi un dispozitiv de masurare, graficele rezultate constituind descrierea evenimentului in timp si spatiu ( fig. 6).

Coordonatele reperelor anatomice pot fi extrase si reprezentate grafic la intervale de timp regulate. Reprezentarile grafice, in timp, ale uneia sau mai multor coordonate sunt utile in descrierea modificarilor detaliate a unui reper particular. Ele pot de asemenea avidentia ochiului antrenat modificarii in viteza si acceleratii.

O descriere riguroasa in planul de miscare este diagrama "stick" in care fiecare segment corporal este reprezentat printr-o linie dreapta sau "bat".

Prin unirea acestora se obtine orientarea spatiala a tuturor segmentelor in orice moment de timp. Repetarea Acestei inregistrari la intervale regulate da o descriere pictoriala si anatomica a dinamicii miscarii. In acest caz traiectriile, vitezele si acceleratiile pot fi vizualizate.

Volumul de date necesar realizarii unei reprezentari complete este deosebit de mare necesitind pentru prelucrare utilizarea sistemelor computerizate.

Datele privind coordonatele pot fi utilizate direct pentru orice analiza directa: reactiuni, modificari de energie, eficienta, etc.

Invers, o evaluare poate fi facuta ocazional direct pe baza descrierii. Un observator antrenat poate analiza vizual diagrama "stick" si sa extraga informatia utila care va da unele informatii privind antrenamentul sau terapia.

Termenul de "monitorizare" necesita a fi introdus in conjunctie cu cel de descriere.

A monitoriza inseamna a nota modificarile in timp. Deci un fizioteraput va monitoriza progresul ( sau lipsa lui) pentru fiecare persoana handicapata supusa terapiei.

Terapeutul va fi capabil sa monitorizeze orice progres doar prin masuratori sigure si precise si prin aceasta sa faca observatii asupra corectitudinii terapiei aplicate. Ceea ce monitorizarea nu ofera este daca un progres a avut sau nu loc; ea da doar informatii privind modificarea. Monitorizarea in sine nu ofera informatii privind cauzele aparitiei acestora. Deci nu se pot trage concluzii cu privire la eficacitatea unui tratament sau a unui antrenament. Se impune in acest scop realizarea unei analize detaliate a datelor privind miscarea inregistrata.

1.6 ANALIZA

Sistemul de masurare produce date care nu sunt potrivite analizei. Aceasta presupune o prelucrare a datelor pentru a elimina orice zgomot sau artefacte posibile.

Analiza poate fi definita ca orice operatie matematica care este efectuata aupra unui sistem de date pentru a le prezenta intr-o alta forma sau pentru a combina datele de la mai multe surse in vederea producerii unor variabile care nu sunt direct masurabile.

Din datele analizate se pot extrage informatii deosebit de utile pentru etapa de evaluare.

O analiza biomecanica complexa ar putea implica un model constituit din segmente articulate pentru care, cu date kinematice, kinetice si antropometrice corespunzatoare se poate desfasura o analiza care sa produca o multime de curbe semnificative reprezentind variatia in timp a unor parametrii importanti ( fig 7).

Miscarea ce se inregistreaza prin observatie directa sau cu echipamente corespunzatoare poate fi descrisa printr-un numar mare de variabile kinematice: deplasari, unghiuri in articulatii, viteze si acceleratii. Pornind de la un model riguros al corpului uman, din punct de vedere al datelor antropometrice, se poate dezvolta cu un grad mare de precizie un asa numit model cu segmente articulate.

Pe baza acestui model si al datelor cinematice se pot prezice fortele si momentele musculare care au cauzat miscarea observata. O astefel de tehnica de analiza poarta denumirea de problema inversa, pentru ca permite stabilirea informatiilor de intrare in sistemul analizat pe baza celor de iesire. Ea este extrem de utila pentru ca permite estimarea, in cazul analizei miscarii umane, a reactiunilor din articulatii precum si a momentelor dezvoltate de muschi, parametrii ce nu pot fi masurati direct.

Aceleasi informatii ar putea fi obtinute in conditiile existentei un model matematic pentru

Fig.7

muschi, pentru care se cunosc informatii privind activitatea electrica (EMG), lungimea muschiului, viteza de lucru si aria sa transversala.

1.7 EVALUAREA SI INTERPRETAREA

Scopul oricarei evaluari este de a face o apreciere cu privire la miscarea fizica analizata. Punctele de vedere pot fi foarte diferite: un antrenor isi poate pune problema aprecierii calitatii programului de antrenament aplicat prin evaluarea energeticii miscarii studiate si compararea ei cu rezultate anterioare; un chirurg va incerca sa aprecieze rezultatele interventiei chirurgicale executate, urmarind de exemplu, momentele dezvoltate de muchii genunchiului; iar un cercetator isi poate dori sa interpreteze modificarile motorii ce rezulta prin aplicarea unei anumite perturbatii si prin aceasta sa verifice sau sa nege diferite teorii ale controlului neural.

Indiferent de obiectivul urmarit evaluarea poate sau nu sa ofere raspunsuri in functie de calitatea si cantitatea de informatiilor continute in analiza. Deciziile pot fi pozitive, in sensul, de exemplu, a continuarii programului de antrenament, sau a aprecierii drept corecte a interventiei chirurgicale aplicate, sau negative cind informatiile, conduc la anularea, uneori in mod incorect a planului adoptat initial.

Unele evaluari biomecanice, implica, mai de graba o cercetare a descrierii insasi a miscarii observate decit a versiunii analizate a ei. In mod obisnuit, sunt examinate curbele fortelor de reactiune ale solului, obtinute cu o platforma de forta. Acest echipament mecanic produce un

semnal electric care este propotional cu greutatea corpului ce actioneaza pe ea.

fig.8

Astfel de reprezentari sunt curbele din fig.8. Un observator antrenat poate detecta modificarile ce sunt un rezultat al unui mers patologic si poate trage concluzii asupra progresului sau

involutiei pacientului dar nu va fi capabil sa aprecieze cauza acestor modificari. In cel mai

bun caz aceasta abordare este speculativa si produce putina informatie cu privire la cauza profunda a formei curbelor observate.

BIOMECANICA SI RELATIA SA CU FIZIOLOGIA SI ANATOMIA

Fiind o disciplina relativ noua in domeniul cercetarii este important a se identifica interactiunea ei cu alte stiinte ce studiaza miscarea si anume cu fiziologia neurala si cea a exercitiunlui. O astfel de interactiune este prezentata mai jos ( fig.9).

Sistemul neuromuscular actioneaza ca un sistem de control al eliberarii energiei metabolice in scopul generarii unor patern-uri controlate de tensiune musculara in prezenta structurilor pasive ( ligamente, suprafete articulare si sistem scheletal). Acesti muschi actioneaza la articulatii pentru a crea momente ale fortelor care cauzeaza miscarea sau se opun miscarii, rezultatul fiind o generare sau o absorbtie de energie. Acest nivel biomecanic este cel care permite evidentierea scopului net si final al sistemului nervos central. Din punct de vedere neurologic in unitatea motorie se poate vedea convergenta mai multor semnale excitatorii si inhibitorii, acest axon primind denumirea de " cale finala comuna". La acest nivel miroscopic este totusi imposibil a se identifica in totalitate intentia sistemului nervos central. In fiecare muschi se poate observa un al doilea nivel de convergenta prin insumarea tuturor fortelor unitatilor motorii printr-un proces numit "recrutare". La nivel articular se poate vedea al treilea nivel de convergenta unde momentul fortei este o insumare algebrica a tuturor produselor dintre tensiunile muschilor agonisti si antagonisti si lungimea bratelor de actiune ale acestor forte. Din acest punct de vedere momentul fortei poate fi descris drept " cale

Fig.9

mecanica comuna" pentru ca el reflecta insumarea algebrica a tuturor fortelor controlate de sistemul nervos central. Cind se cerceteaza un membru in ansamblu sau intregul corp se pot vedea corelatii intre variatiile de momente si se poate observa un nivel mai inalt al controlului exercitat de sistemul nervos central.

In consecinta, indiferent de scopul in care se face analiza biomecanica ( diagnosticare sau evaluare a performantelor sportive) aceasta impune cu necesitate si analiza si evaluarea semnalului de iesire net, atit al sistemului neural cit si a celui metabolic, precum si identificarea oricaror constringeri ale sistemului anatomic. Astfel, daca performanta este diminuata din cauza unor probleme metabolice (oboseala, de exmplu) acest lucru va putea fi observat in fortele, momentele si puterile mecanice. In mod similar, daca sistemul neural este deficient o gama de variabile biomecanice si electromiografice vor permite diagnosticarea variatiilor anormale si vor ajuta medicul chirurg sau terapeut in gasirea celor mai bune solutii privind managementul pacientului.

CONCLUZII

Din punct de vedere al studiului miscarii umane biomecanica poate fi definita ca mecanica si biofizica sistemului musculo-scheletal.

In analiza performantelor oricarei abilitati de miscare se are in vedere si rolul sistemului nervos central, variabila analizata cu precadere fiind semnalul electric generat de muschi (EMG) precum si relatia sa cu mecanica musculara.Variabilele care sunt utilizate in descrierea si analiza oricarei miscari evidentiaza urmatoarele domenii de studiu in biomecanica:

KINEMATICA - studiaza miscarea independent de fortele care au cauzat acea miscare.

In categoria variabilelor kinematice sunt incluse deplasarile liniare si unghiulare, vitezele liniare si unghiulare, acceleratiile liniare siunghiulare. Informatiile privind deplasarea sunt preluate de la orice reper anatomic: centrele de greutate ale segmentelor corporale, centrele de rotatie ale articulatiilor, extremitatile segmentelor membrului analizat sau proeminente anatomice.

Sistemul de referinta spatial in care se studiaza miscarea poate fi relativ sau absolut. Un sistem relativ impune ca toate coordonatele sa fie raportate relativ la un sistem de coordonate anatomice care se modifica de la segment la segment. Un sistem absolut este cel in care coordonatele sunt raportate la un sistem de referinta spatial extern.

KINETICA - studiaza miscarea functie de fortele interne si externe, care au cauzat respectiva miscare.

Fortele interne provin din activitatea muschilor, ligamenteleor sau din frecarile existente la nivelul muschilor si articulatiilor.

Fortele externe provin din actiunea solului sau din alte sarcini externe generate de surse active ( forte exercitatede un atacant, de exemplu) sau de surse pasive ( vint, apa, etc.)

Analizele kinetice sunt extrem de variate ele incuzind determinarea unor variabile precum:

momentele fortelor ce traverseaza o articulatie;

puterea mecanica generata sau absorbita de acesti muschi;

variatiile energeticii corporale ce rezulta din aceste fluxuri de putere, etc.

Importanta analizelor kinetice este deosebita pentru ca ele ofera posibilitatea derminarii cauzelor miscarilor ce se studiaza precum si o oarecare intelegere a mecanismelor implicate si a strategiilor de miscare si de comensare ale sistemului neural. Dezvoltarea in continuare a biomecanicii este determinata de analizele kinetice ce se efectueaza, informatia astfel obtinuta permitind efectuarea de evaluari si interpretari foarte precise.

ANTROPOMETRIA - studiaza dimensiunile si caracteristicile corpului si segmentelor corporale umane.

Dezvoltarea modelelor biomecanice este conditionata de existenta unor date precum : masele segmentelor, localizarea centrelor de masa, lungimile segmentelor, centrelke de rotatie ale articulatiilor, unghiul de actiune a muschilor, masa si sectiunea transversala a muschilor, momente de inertie, etc.

Calitatea rezultatelor obtinute pe baza unui model biomecanic este strict conditionata de precizia datelor antropometrice utilizate.

BIOMECANICA MUSCHILOR SI ARTICULATIILOR - se constituie drept un corp de cunostiinte distinct in raport cu cele prezentate anterior.

Studiile din acest domeniu permite obtinerea unor informatii pretioase, deosebit de importante, cu privire la:

caracteristicile pasive ale muschilor ( masa, elasticitate, viscozitate);

caracteristicile articulatiilor;

avantajele muschilor biarticulari;

diferentele in activitatea musculara din timpul lungirii si scurtarii;

influenta recrutarii neurale asupra tensiunii musculare;

calculul centrelor de rotatie ale articulatiilor, etc.

Evaluarea finala a multor miscari nu poate ignora influenta caracteristicilor active si pasive ale muschilor si nici nu poate ignora rolul pasiv al suprafetelor articulare in stabilizarea articulatiilor si limitarea gamelor de miscare.

ELECTROMIOGRAFIA - ofera informatii cu privire la raportul existent intre controlul neural si mecanica musculara.

Semnalul electromiografic este semnalul primar, de intrare, in sistemul muscular. El permite determinarea muchiului sau muschilor ce sunt responsabili de generarea unui anumit moment muscular indicind de asemenea si prezenta sau nu a unei activitati antagoniste. Prin EMG se poate evidentia modul de recrutare a diferitelor tipuri de fibre musculare si se permite analiza starilor de oboseala la nivel muscular. Informatiile obtinute, privind relatia existenta intre semnalul EMG si tensiunea musculara generata, au permis dezvoltarea unor modele biomecanice ale muschilor.

SINTEZA MISCARII UMANE - reprezinta reversul solutiei inverse de studiu utilizata in majoritatea studiilor de biomecanica.

Ea impune existenta unui model biomecanic similar celui utilizat in analiza inversa, care serveste de aceasta data la estimarea caracteristicilor de miscare in conditiile impunerii anumitor valori pentru variabilele interne sau externe. Corectitudinea modelului utilizat influenteaza direct rezultatele sintezei care poate fi utilizata, de exemplu pentru evaluarea unor tehnici chirurgicale, evitindu-se astfel efectele neplacute ale aplicarii unor solutii chirurgicale neadecvate. Dezvoltarea de modele biomecanice valide este limitata, in prezent, de imposibilitatea cuprinderii pe modele a structurii si functionalitatii complexe a aparatului locomotor uman.