Orientador: Sérgio Swain Muller / Banca: Emilio Carlos Curcelli / Banca: Claudia Patrícia Cardoso Martins Siqueira / Resumo: A lesão do tendão do calcâneo é comum em humanos. Entretanto, existem muitas opiniões sobre o melhor tratamento para esta lesão quando diagnosticada tardiamente, e apesar do grande número de estudos, o melhor procedimento cirúrgico para o reparo ainda não foi identificado. No presente trabalho um modelo experimental foi desenvolvido em coelhos, para o reparo do tendão do calcâneo, com retalho único da fáscia miotendinosa do M. gastrocnêmio. Foram utilizados vinte e quatro coelhos machos adultos, de peso médio 3382g, divididos em três grupos de oito animais, submetidos à reconstrução cirúrgica do tendão do calcâneo, realizada no membro caudal direito, com o grupo controle no membro caudal esquerdo, não operado. O estudo foi realizado com três tempos de evolução pós-operatória: grupo (T0) amostras coletadas logo após a cirurgia; grupo (T1) amostras coletadas quatro semanas após a cirurgia; grupo (T2) amostras coletadas dezoito semanas após a cirurgia. Os animais apresentaram elevação significativa do peso corporal após 18 semanas da cirurgia. Houve redução na carga máxima, tensão, módulo de elasticidade, energia/área e energia na carga máxima imediatamente após a cirurgia. Após 4 semanas, a carga máxima, tensão, módulo de elasticidade, energia/área e energia na carga máxima mostraramse reduzidas em comparação ao controle. Após dezoito semanas os parâmetros mecânicos deformação, tensão, energia na carga máxima e energia/área foram restabelecidos. Concluiu-se no presente estudo, que a reconstrução do tendão do calcâneo com retalho único da fascia miotendinosa do M. gastrocnêmio, não se igualou ao controle em todos os parâmetros mecânicos após dezoito semanas, e que o modelo experimental foi adequado para a reprodução desta técnica cirúrgica em coelhos. / Abstract: Calcaneus tendon injuries are commom in humans. However, there are many opinions about the best treatment for this lesion when too late diagnosed, and despite the large amount of studies, the best surgical procedure for repair wasn't identified yet. In this study a experimental model in rabbits was developed for calcaneus tendon repair, with one single morsel from M. Gastrocnemius fascia. Twenty four male adult rabbits were employed, with medium weight 3382g, divided in three groups with eight animals each, submited to surgical procedure for repair of calcaneus tendon, accomplished on the rigth hind limb, with the control group on the left hind limb, not operated. The study was developed with 3 post-operation evolution times: group (T0) samples colected just after surgery; group (T1) samples colected four weeks after surgery; group (T2) samples colected eighteen weeks after surgery. The animals have had rising on weight bearing after eighteen weeks of surgery. There was reduction on maximum load, stress, elasticity modulus, energy/area and energy on maximum load just after surgery. After 4 weeks, the maximum load, stress, elasticity module, energy/area and energy on maximum load showed reduction in comparison with control. After eighteen weeks of surgery, the mechanical parameters deformation, tension, energy on maximum load and energy/area were restabilished. We concluded in this study, that the repair of the calcaneus tendon with one single morsel from M. gastrocnemius fascia, did not equalize with control group in all mechanical parameters after eighten weeks, and the experimental model, was suitable for the reproduction of this technic in rabbits. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcioVA_DISSERT.pdf: 2832017 bytes, checksum: fe95d978cb72207522962898bfdc3771 (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work presents the development of a prototype of an intelligent active orthosis for lower limbs whit an electronic embedded system. The proposed orthosis is an orthopedical device with the main objective of providing walking capacity to people with partial or total loss of lower limbs movements. In order to design the kinematics, dynamics and the mechanical characteristics of the prototype, the biomechanics of the human body was analized. The orthosis was projected to reproduce some of the movements of the human gait as walking in straight forward, sit down, get up, arise and go down steps. The joints of the orthosis are controlled by DC motors equipped with mechanical reductions, whose purpose is to reduce rotational speed and increase the torque, thus generating smooth movements. The electronic embedded system is composed of two motor controller boards with two channels that communicate with a embedded PC, position sensors and limit switches. The gait movements of the orthosis will be controlled by high level commands from a human-machine interface. The embedded electronic system interprets the high level commands, generates the angular references for the joints of the orthosis, controls and drives the actuators in order to execute the desired movements of the user / Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de um prot?tipo de ?rtese ativa inteligente para membros inferiores com um sistema eletr?nico embarcado. A ?rtese proposta ? um dispositivo ortop?dico com o principal objetivo de proporcionar a capacidade de caminhar para pessoas com parcial ou total perda dos movimentos nos membros inferiores. A fim de determinar a cinem?tica, din?mica e as caracter?sticas mec?nicas do prot?tipo, foi analisada a biomec?nica do corpo humano. A ?rtese foi projetada para reproduzir alguns dos movimentos da marcha humana como andar em linha reta, sentar, levantar, subir e descer degraus. O acionamento das articula??es da ?rtese ? realizado por motores CC equipados com caixa de redu??o, cujo objetivo ? reduzir a velocidade de rota??o e aumentar o torque, gerando assim, movimentos suaveis. O sistema eletr?nico embarcado ? composto por duas placas controladoras de motores com dois canais que se comunicam com um computador embarcado, sensores de posi??o e de fim de curso. O movimento de marcha da ?rtese ? controlado por comandos de alto n?vel fornecidos atrav?s da interface homem-m?quina do sistema. O sistema eletr?nico embarcado ? utilizado para interpretar os comandos de alto n?vel, gerar as refer?ncias angulares para as juntas da ?rtese, acionar e controlar os atuadores da ?rtese de forma a executar os movimentos desejados pelo usu?rio

Os equinos são animais muitas vezes utilizados para práticas esportivas sendo assim o sistema músculo esquelético o mais importante dentro da prática da Medicina Veterinária nestes animais. As claudicações decorrentes de esforços físicos excessivos ou repetidos somados às deficiências de aprumos e nutrição inadedequadas apresentam uma importância econômica bastante relevante na equinocultura mundial. Diversos esforços tem sido realizados na tentativa de aperfeiçoar o exame tradicional de claudicação. Métodos objetivos, por avaliações cinéticas e cinemáticas, apresentam a vantagem de serem mais precisos, possibilitarem comprovação científica dos achados clínicos e eliminam o viés de interpretação por parte do examinador. O presente estudo teve por objetivo avaliar a utilização da acelerometria na determinação dos tempos de apoio, tempos de suspensão e tempo total das passadas de equinos ao trote (3,5 m/seg.) em esteira de alta velocidade. Cinco equinos adultos (10 a 20 anos de idade) da raça Puro Sangue Árabe foram instrumentados com um acelerômetro triaxial na região dorsal dos cascos dos membros anteriores. Foram analisadas 120 passadas de cada membro para determinação dos tempos de apoio, suspensão e totais e foram calculadas as diferenças estatísticas entre os tempos dos mesmos membros, entre os membros direito e esquerdo do mesmo animal e entre os animais. Todos os valores obtidos dos mesmos membros foram estatisticamente semelhantes em todos os animais (variância &le; a 0,0087 seg.). Os tempos de apoio entre os membros direito e esquerdo foram diferente estatisticamente em 3 animais, os tempos de suspensão em 1 animal, e os tempos totais não diferiram em nenhum animal, porém esta variação encontrou-se em milésimos de segundo. Quando realizada a comparação entre os animais, houve diferença estatística em todos os valores mensurados, utilizando para p <0,05. Podemos concluir que a utilização da acelerometria foi eficiente na obtenção dos tempos de apoio, de suspensão e tempos da passada no modelo proposto e que as diferenças estatísticas encontradas em alguns resultados possivelmente não apresentam significância na aplicabilidade clínica sugerida. Estudos futuros com a utilização de animais claudicantes e grupo controle são necessárias para validação da utilização do método para exames de claudicação e controles de tratamentos. / Horses are animals usually used for sports, so the locomotor system plays the most important role in the equine veterinary medicine practice. Lameness resulting from excessive or repetitive physical efforts, plus conformation defects, nutrition and training represents a relevant economical amount in the global equineculture. Many efforts have been made to try improving the traditional lameness exam. Objective methods, like kinetic and kinematics evaluations, shows advantages such a precision, possibility of scientific evidences of clinical findings and elimination of observer interpretation bias. The present study has the objective to evaluate the utilization of acceletometry in the determination of stance phase, swing phase and total time of steps of horses trotting (3,5 m/s) on high speed treadmill. Five adult horses (10 -20 years old) Arabs were instrumented with a triaxial accelerometer in the dorsal aspect of forelimb hooves. It was analyzed 120 steps for each limb to determine the stance, swing phases and total time of steps and the statistical differences between the same limb, between the right and left limb of the same horse and between horses were calculated. All values obtained from the same limb were statistically similar in all horses (variance &le; 0,0087 sec.). The stance phase time between right and left forelimbs were statistically different in 3 horses, the swing phase time were different in 1 horse and the total time was not different in all horses; nevertheless the variation was found in thousandth of a second. When compared the values between the horses, there was statistical difference in all measured values, considering p <0, 05. We could conclude that the utilization of accelerometry was capable to obtain the stance phase, swing phase and total time of steps in the proposed model and the statistical differences founded in some results possible do not represent significance in the clinical applicability. Future researches utilizing lame horses and control groups are necessary to validate the utilization the method for lameness examination and treatment controls.

A avaliação da força muscular caracteriza um aspecto fundamental dentro do processo de avaliação de um paciente. O déficit de força muscular, muitas vezes, não só é a fonte de processos patológicos, como também, uma conseqüência bastante comum na presença de uma patologia. A articulação do ombro é altamente dependente de uma função muscular preservada, pois os músculos do ombro, principalmente os do manguito rotador, são os responsáveis pelo mecanismo de estabilização articular, mecanismo este fundamental para que a articulação se mantenha saudável. Portanto, a quantificação da força dos músculos do ombro se traduz como fundamental para os processos de diagnóstico e reabilitação. De uma maneira geral é praticado o teste de função muscular manual, com a finalidade de se avaliar a função muscular. No entanto, há pouca precisão com este procedimento. Desta forma, o presente estudo tem por objetivo a construção de um protótipo, de baixo custo, que possibilita a avaliação objetiva e quantitativa do torque isométrico dos músculos do ombro. Após extensa pesquisa, foi confeccionado um protótipo inicial com materiais de fácil obtenção e preço acessível, capaz de quantificar o torque dos músculos do ombro, levando em consideração os aspectos biomecânicos dentro do processo de avaliação. Tal protótipo foi elaborado possibilitando ajustes para atender às variações antropométricas individuais. Como instrumento de medida foi utilizado um torquímetro devidamente calibrado, em que foi acoplado um braço de resistência. O protótipo foi submetido a teste de adaptabilidade e eficiência, avaliando-se os músculos rotadores do ombro de 20 indivíduos saudáveis de ambos os sexos. Após o teste foi verificada boa adaptabilidade do protótipo nos indivíduos testados, demonstrando também ser eficiente na avaliação da força muscular do ombro. / The evaluation of the muscular strength characterizes a fundamental aspect within the process of a patient\'s evaluation. The deficit of muscular strength many times is the source of pathological processes, as well as, a quite common consequence in the presence of a pathology. The articulation of the shoulder is highly dependent on a preserved muscular function, therefore the shoulder muscles, mainly the ones of the rotator cuff are the ones responsible for the mechanism of articulate stabilization, this mechanism is fundamental to healthy maintenance of the articulation. Therefore, the strength quantification of the shoulder muscles is told as fundamental to the diagnosis process and rehabilitation. In a general way the test of manual muscular function is practiced, with the purpose of evaluating the muscular function. However there is little accuracy with this procedure. This way, the present study has as its main objective the construction of a low cost prototype that makes the objective and quantitative evaluation of the isometric strength of the shoulder muscles possible. After an extensive research a prototype was built with easily obtained materials and low price, capable of quantifying the muscles strength of the shoulder muscles taking to account the biomechanics aspects within the evaluation process. The prototype was elaborated making different possible fittings to match the individual anthropometrical variations. As measurement instrument a torquimeter properly calibrated was used, where a resistance arm was coupled. The prototype was submitted to adaptability and efficiency tests, evaluating the shoulders\' rotator muscles of 20 healthy individuals of both sexes. After the test the good adaptability of the prototype was observed in the tested individuals and it also demonstrated to be efficient in the evaluation of the shoulder muscular strength.

O transporte de cargas pode causar lesões e dores na coluna. Entre as mães é frequente a existência de lombalgia, sendo o carregamento de bebês no colo uma tarefa comum e relevante. Apesar disso não há trabalhos reportando os efeitos biomecânicos do transporte de bebês. Objetivo: O objetivo deste estudo foi investigar o impacto do transporte de bebês sobre as curvaturas da coluna vertebral e sobre o deslocamento do centro de gravidade (CG) do corpo de mães. Secundariamente, foi verificada a possibilidade dos efeitos serem diferentes dos decorrentes do transporte de cargas inanimadas, bem como do transporte por mulheres que nunca tiveram filhos. Método: 20 mães com seus filhos de aproximadamente 10 kg (grupo Mães) e 44 mulheres que nunca tiveram filhos (grupo Não-Mães) participaram deste estudo. Todas as participantes foram avaliadas usando um sistema de captura de movimento em 3D, durante a realização das seguintes tarefas: (1) caminhar em linha reta em uma superfície plana com velocidade confortável auto-selecionada por cerca de 7 m e (2) manter-se na postura ereta quieta por trinta segundos, em cima de uma plataforma de força. Para ambas as tarefas, havia três condições para o grupo Mães: (A) carregando nada (sem carga), (B) carregando seu bebê no colo (bebê), e (C) carregando um boneco de peso ajustado ao peso do bebê e com 50 cm de comprimento (boneco). O grupo Não-mães realizou apenas as condições sem carga e boneco, com peso fixo de 10kg. O bebê e o boneco foram carregados sempre à frente do corpo, com os dois braços. Resultados: Os dois grupos apresentaram-se semelhantes com relação à idade das participantes (p<0,05). O transporte da carga influenciou apenas os ângulos do plano sagital para o grupo Mães (p<0,001): inclinação pélvica (sem carga= 12°; boneco= 10°; bebê= 10°), cifose torácica (sem carga= 25°; boneco= 29°; bebê= 30°), lordose lombar (sem carga= 17°; boneco=27°; bebê= 25°) e extensão do tronco (sem carga= 6°; boneco= -4°; bebê= -2°). Da mesma forma, alterações destas curvaturas foram observadas no grupo Não-Mães (p<0,001): inclinação pélvica (sem carga= 14°; boneco= 12°), cifose torácica (sem carga= 25°; boneco= 28°), lordose lombar (sem carga= 19°; boneco= 24°) e extensão do tronco (sem carga= 5°; boneco= -2°). As condições bebê e boneco imprimiram alterações diferentes na cifose torácica, na lordose lombar e na extensão do tronco de mães (p<0,05). Diferenças entre os ajustes posturais realizados pelas mulheres dos dois grupos só foram notáveis nos ângulos médios de lordose lombar e extensão do tronco (p<0,001). O efeito do peso extra no deslocamento do CG para cima foi similar entre as condições de carga realizadas pelo grupo Mães (sem carga= -4 cm; boneco= 2 cm; bebê= 2 cm) e pelo grupo Não-mães (sem carga= -4 cm; boneco= 1 cm), sem diferença entre os grupos (p>0.05). Conclusão: carregar bebês no colo produz alterações significantes nas curvaturas da coluna vertebral de mães, principalmente na região lombar da coluna. Há diferenças significativas do transporte de carga inanimada e dos ajustes posturais realizados por mulheres que nunca tiveram filhos / Background: Load carriage may cause spinal pain and biomechanics lumbar spine alteration. Among women, carrying babies is a frequent and relevant spinal load but there are no data regarding its biomechanical effect. Purpouse: This study aims to investigate the impact of transporting babies in spinal curvature and in the displacement of center of gravity (COG) on the body of mothers. Secondly, this effect was compared to those effects arising from inanimate cargo transportation, and transportation for women who never had children. Method: Twenty consecutive mothers with babies with approximately 10kg (M-group) and 44 women never pregnant (NM-group) were included in the study. All of them were evaluated using 3D movement analysis system and data were calculated as 2D projection angles in the following conditions: no load (NL); carrying a dummy (D) with similar weight of their respective babies for M-group and with 10kg for NM-group and carrying baby (B) just for mothers. Babies and dummies were carried at the front of the trunk with both arms and tasks performed were: walking 10 trials straight on a flat floor at a comfortable speed, one trial standing still and upright for 30 seconds. Results: The two groups had comparable mean of age (p<0,05). Load affected only the sagital plane angles for the M-group (p<0,001): pelvic inclination (NL= 12°; D= 10°; B= 10°), thoracic kyphosis (NL= 25°; D= 29°; B= 30°), lumbar lordosis (NL= 17°; D= 27°; B= 25°) and trunk extension (NL= 6°; D= -4°; B= -2°). Likewise, alterations in these curvatures was observed in NM-group (p<0,001): pelvic inclination (NL= 14°; D= 12°), thoracic kyphosis (NL= 25°, D= 28°), lumbar lordosis (NL= 19°, D= 24°) and trunk extension (NL= 5°; D= -2). The load conditions printed different alterations in thoracic kyphosis, lumbar lordosis and trunk extension for the M-group (p<0,05). Differences between the postural adjustments made by women in both groups were only notable angles average lumbar lordosis and trunk extension (p <0.001). The effect of extra weight in the upward displacement of the CG was similar between the loading conditions conducted by the group Mothers (no load = -4 cm = 2 cm doll, baby = 2 cm) and the group non-mothers (no load = -4 cm; dummy = 1 cm), with no difference between groups (p> 0.05). Conclusion: In conclusion, carrying babies produces significant alterations on the spinal curvatures of mothers, mainly at the lumbar region. There are significant differences of the inanimate load transport and postural adjustments made by women who never had children

Atualmente observa-se que as queixas de afecção física mais comuns do aparelho locomotor na clínica médica e do esporte, entre adultos jovens e adolescentes ativos, estão relacionadas ao joelho, sendo o sintoma de dor femoropatelar, a mais freqüente. Porém, essa condição é uma incógnita, para os especialistas em joelho, quando se tenta definir uma causa específica e de consenso. Como forma de tentar contribuir na elucidação desse problema resolveu-se executar este trabalho investigativo, buscando-se encontrar diferenças clínicas e biomecânicas entre indivíduos do sexo feminino, com e sem o referido sintoma, com idade entre 15 e 20 anos. Foram avaliadas 23 jovens com dor femoropatelar bilateral, sem afecção conhecida presente e 20 sem sintoma (46 joelhos sintomáticos e 40 assintomáticos). Todas foram submetidas a exames radiográficos (incidências: antero-posterior, perfil e axial), onde se verificou o alinhamento femorotibial, a altura patelar, o ângulo do sulco, o ângulo de congruência, e o ângulo femoropatelar lateral. Também se mensurou a retração dos isquiotibiais e o ângulo Q em exame clínico e, os indivíduos da pesquisa ainda se submeteram a avaliação da força, por dinamometria isocinética, dos grupos musculares extensores e flexores do joelho e do quadril, além dos rotadores mediais e laterais e os adutores e abdutores do quadril. Após análise dos resultados, pode ser observado que as diferenças, estatisticamente significativas, entre os grupos estudados, foram quanto ao alinhamento do membro inferior, com o ângulo Q apresentando um p < 0,001, o ângulo femoropatelar lateral com um p = 0,006, o ângulo do sulco com o p < 0,001, o ângulo de congruência com o p = 0,027 e, o único parâmetro diferente estatisticamente na dinamometria isocinética, foi o ângulo do pico de torque da extensão do quadril, com um p = 0,03. De acordo com os resultados da comparação entre o grupo sintomático e o assintomático, observa-se que há uma relação importante do mau alinhamento da articulação do joelho com a sintomatologia estudada, porém não pode ser apontado um ou outro ângulo como o mais importante para o surgimento da dor, ou talvez ainda possa ser dito que estes desalinhamentos predispõem o joelho ao sintoma, mas talvez não sejam as causas primárias da afecção. Ficou demonstrado que o aumento do ângulo Q e o encurtamento dos isquiotibiais não são causas de dor femoropatelar. Foi verificado que indivíduos com e sem o sintoma não apresentam diferença quanto a força muscular de músculos envolvidos na ação do quadril e do joelho. O ângulo femoropatelar lateral apresentou média maior no grupo assintomático, enquanto que a média do ângulo do sulco, no mesmo grupo, foi menor. Já o ângulo de congruência apresentou média positiva no grupo assintomático e negativa no grupo com dor, mostrando que a patela do grupo com dor, tem seu ápice mais medializado que a do grupo controle / Presently it has been observed that the most common physical affection in the locomotor system in medical and sportive clinic, among active young adults and adolescents are related to the knee, being femoropatellar pain symptom the most frequent. Although, this condition is unknown for those who are specialists in knee when they try to identify a specific cause and an agreement. As a way of trying to contribute for the elucidation of this problem, it has been decided to execute this investigative study trying to find clinic, radiographic and isokinetic differences among female individuals, with and without the above mentioned symptom, between 15 and 20 years old. 23 young females with bilateral femoropatellar pain were analyzed, with unknown affection, and 20 without symptoms (46 symptomatic knees and 40 asymptomatic). All of them were submitted to radiographic exams (anteroposterior, profile and axial incidences), were it was verified the femorotibial alignment, the patellar height, the groove angle, the congruence angle and the femoropatellar lateral angle. It was also measured the hamstring shortness and Q angle in clinic exam and, the individuals of this study were submitted to strength evaluation, by isokinetic dynamometry of the extensor and flexor muscles of knees and hips, besides hip medial and lateral rotators and the adducts and abducts. After analyzing the results, it can be observed that the statistically significant differences among studied groups were related to the inferior member alignment, with the Q angle presenting p value < 0,001, the femoropatellar lateral angle p value = 0,006, the groove angle p value < 0,001, the congruence angle p value = 0,027 and, the only one statistically different parameter in isokinetic dynamometry was the torque peak angle of hip extension with p value = 0,03. According to the results of comparison between symptomatic and asymptomatic groups there is an important relationship between bad alignment of the knee joint with the studied symptomatology, but it cannot be appointed one or another as the most important for the appearing of the pain, or maybe it still can be said that these disarrangements can predispose the knee to the symptom, but maybe they are not the primary causes of the affection. It was shown that the raise of the Q angle and the hamstring shortness are not the causes of femoropatellar pain. It was verified that individuals with or without the symptom do not show difference in relation to the muscular strength of the involved muscles in movement of the hip and knee. The femoropatellar lateral angle presented higher average in the asymptomatic group, while the average of the groove angle, in the same group, was smaller. Yet the congruence angle presented a positive average in the asymptomatic group and a negative average in the group with pain, showing that the patella in the group with pain has its apex more medially than the control group

A resistência elástica é aplicada amplamente em programas de fortalecimento muscular nos processos de reabilitação física. No entanto, as conseqüências biomecânicas para o músculo exercitado com esta forma de sobrecarga são pouco estudadas. A ausência de fundamentação científica no que tange a aplicação da resistência elástica fez com que surgissem algumas suposições a respeito de sua caracterização biomecânica. Uma delas sugere que o exercício com resistência elástica pode ser caracterizado como sendo isocinético. Neste contexto, o objetivo global deste trabalho foi o de caracterizar o comportamento biomecânico do músculo quadríceps femoral frente ao exercício com resistência elástica. Tal caracterização foi realizada através da utilização de um modelo biomecânico bidimensional da articulação do joelho. O seu comportamento mioelétrico também foi avaliado. Conclui-se de uma forma geral, que o desenvolvimento deste estudo permitiu um entendimento a respeito da interação biomecânica entre o músculo e a resistência elástica durante o exercício. Permitindo dessa forma elucidar algumas questões ligadas a aplicação clínica desta modalidade de exercício / The elastic resistance is applied in programs of muscular fortification in processes of physical rehabilitation. However, the biomechanicals consequences for the muscle exercised with this resistance form aren’t very studied. The low scientific fundamentation for the application of the elastic resistance, results in some suppositions about its biomechanic characterization. One of them suggests that the exercise with elastic resistance can be characterized as isokinetic. In this context, the global objective of this work was characterizing the biomechanic behavior of the quadriceps muscle front to the exercise with elastic resistance. Such characterization was accomplished through the use of a bidimensional biomechanic model of the knee joint. The electromiographic behavior was also evaluated. In a general conclusion, the development of this study allowed an understanding of the biomechanic interaction between the muscle and the elastic resistance during the exercise. Allowing to elucidate some subjects of the clinical application of this exercise modality

Tout comme l’entraînement, la recherche en science du sport est un facteur déterminant de la performance sportive. À travers l’étude d’une activité physique intermittente, le badminton, le prisme des concepts biomécaniques, physiologiques et physiques convergent vers une approche pluridisciplinaire des déterminants de la performance sportive. Ainsi, l’objectif de l’ensemble de ce travail doctoral est, à la fois, la prédiction de la performance en badminton et la compréhension des mécanismes de production d’une vitesse de volant proche des 500 km/h. Les réponses physiologiques et neuromusculaires ont permis la mise en place d’un test discriminant spécifique, prédictif du niveau d’expertise, et proche des situations écologiques d’un match. Paradoxalement, les causes des mécanismes neurophysiologiques liés à la fatigue induite lors d’un match prolongé restent toutefois inconnues. Il apparaît primordial d’approfondir les dits mécanismes vraisemblablement à l’origine de la diminution de la performance sportive. Les évolutions des observables de match, de la force maximale et de la puissance des membres supérieurs et inférieurs convergent vers une diminution progressive au cours de la pratique. Corollairement, la compréhension des mécanismes d’optimisation de la vitesse du volant a permis de mettre en exergue des principes biomécaniques et physiques déterminant lors de la prédiction d’une grande vitesse de volant lors d’une performance maximale. En effet, les principes d’adjonction des segments et d’étirement-renvoi influencent largement la vitesse de la main. En complément, le principe de bras de levier et l’effet élastique de la raquette permettent également d’accroître la vitesse de la raquette. Enfin, la conservation de la quantité de mouvement et le coefficient de restitution contribuent finalement à la vitesse du volant. / Just like training, sport science research is a key factor in sports performance. Through the study of intermittent physical activity, in this case badminton, biomechanical, physiological and physical concepts emerge and offer a multidisciplinary approach of the determinants of sport performance. Thus, the goal of this doctoral work is both the study of badminton in the performance prediction and the understanding of the mechanisms in the production of wheel velocity close to 500 km/h. The physiological and neuromuscular responses enabled the establishment of a specific discriminatory test, predicting the level of expertise, and close to the ecological conditions of a match. Paradoxically, the causes of neurophysiological mechanisms associated with the fatigue induced by a prolonged game remain unknown. It appears heuristic to further study those mechanisms which are at the origin of a decrease in athletic performance. The evolution of observable match variables, the maximum strength and the power of the upper and lower limbs converge towards a gradual decrease in the practice. As a corollary, the understanding of the optimisation of the speed of the flywheel mechanisms helped to highlight the biomechanical and physical principles, essential in predicting a large wheel speed during a maximum performance. Indeed, the principles of adding segments and stretching shortening cycle largely influence the speed of the hand. In addition, the principle of the lever arm and the elastic effect of the racket also increase the speed of the racket. Finally, the conservation of the momentum and the restitution coefficient ultimately contribute to the speed of the shuttlecock.

Eine Methode zur Messung der Variabilität des Stabilitätsgrades von Knie-Endo-prothesen. In dieser Arbeit konnte ein valides Messverfahren für die zwangsfreie Messung der Qualität und Quantität der Stabilitätsgrade von Knieendoprothese anhand der AEQUOS-Knieendoprothese entwickelt werden. Dabei galt es, eine Messanordnung und Methodik zu schaffen, die die Messung der Gleichgewichts-lagen ohne Zwangsführung unter Freischaltung aller Freiheitsgrade ermöglicht. Besondere Berücksichtigung fanden in dieser Arbeit die labilen Zustände, da diese für die dynamischen Übergänge zwischen einzelnen Bewegungen nötig sind. Dazu wurde in der vorliegenden Arbeit die Hauptbewegungsrichtung in der Sagittalebene betrachtet. Um zu simulieren, wie der Roll-Gleitvorgang in der AEQUOS-Prothese durch die Inkongruenz der Gelenkflächen realisiert wird, wurden an der Apparatur kleine Flexionswinkel zwischen 15° und 25° eingestellt, wie sie in der Standphase beim Gehen und auch beim Stand auftreten. Größere Winkel zwischen 35° und 90° wurden den Alltagstätigkeiten wie Bücken, Treppensteigen und Hocken zugeordnet, bis hin zum Vorgang des Aufstehens vom Stuhl bei einem Winkel von 105°. Die Erzeugung von Gleichgewichtszuständen wurde erreicht, indem bei einem festen Flexionswinkel Messungen zu den resultierenden Kräften bei unterschiedlichen Kombinationen der Muskelkräfte durchgeführt wurden. Dabei wurden die Muskelgruppen der Extensorengruppe (M. quadriceps), der Flexoren- oder Hamstring-Gruppe, sowie der M. gastrocnemius und der M. popliteus bei jeder Änderung der Kraftvariante in unterschiedlichem Verhältnis zueinander belastet, um die Kraftvektoren zu variieren. Die Gesamtbelastung wurde dabei mit etwa 63 Kilogramm immer konstant gehalten. Die Einzelgewichte wurden für die entsprechende Muskelgruppe unterschiedlich verteilt. Die kleinen Auslenkungsschritte ermöglichten eine isotonische Messung. Eine Zielsetzung bestand darin, die Möglichkeiten der AEQUOS-Prothese zu simulieren und darzustellen, dass Gleichgewichte ohne äußere Einflussnahme nur durch Muskelaktivität unter der Bedingung des Kraftschlusses eingestellt werden. Es wurde erfolgreich gezeigt, dass der Gleichgewichtszustand und der Stabilitätsgrad im Kniegelenk muskulär geändert werden können wie von Nägerl und Kubein-Meesenburg 1993 postuliert.

La masse corporelle et la direction des charges sont des facteurs qui peuvent modifier la morphologie des surfaces articulaires qui sont généralement orientées et de taille suffisante pour résister aux charges chroniques. Chez les hominoïdes, les forces de tension et compression, générées par la locomotion, sont transmises à travers l’articulation du coude. Ces espèces ont une morphologie similaire de l’extrémité distale de l’humérus, mais qui présente certaines différences selon la taille des individus et leurs modes de locomotion. Ce projet tente de caractériser plus exhaustivement cette variation en analysant la largeur des surfaces articulaires ainsi que leur position et orientation par rapport à l’axe long de la diaphyse. La prémisse de ce mémoire est que, chez les espèces plus arboricoles, la morphologie de l’articulation distale de l’humérus répond aux stress transverses générés par les puissants muscles fléchisseurs du poignet et des doigts qui traversent le coude obliquement. En revanche, les espèces plus terrestres présentent une morphologie permettant de résister aux forces axiales provenant du contact avec le sol. Des coordonnées tridimensionnelles et des mesures linéaires ont été recueillies sur un échantillon squelettique d’individus des genres Homo, Pan, Gorilla et Pongo. Les résultats obtenus révèlent que l’orientation et la position des surfaces articulaires de la trochlée correspondent aux types de locomotion, or leur taille et celle et du capitulum semblent être influencées par la taille des individus. L’hypothèse suggérant que les stress reliés aux divers modes de locomotion des hominoïdes influencent la morphologie de l’articulation distale de l’humérus est donc supportée. / In hominoids, tensile and compressive forces generated by locomotion and upper-limb use are transmitted through the elbow joint. It has been noticed that the distal humerus of hominoid is morphologically very similar across species. However, some studies have suggested that articular shape varies in relation to size and locomotor modes. This project is an attempt to characterize more thoroughly distal humeral variation in hominoids. It considers the humeral trochlea not only as a structure by itself, as it has been done before, but as an articulation that varies in orientation relative to the diaphysis. Indeed, there is evidence that articulations have a minimum size and are generally oriented to better resist habitual loads. This project tested the hypothesis that predominantly arboreal species are expected to present joints that have a size, position and orientation of articular surfaces to better resist shear loads generated by the strong finger and wrist flexor muscles crossing the elbow obliquely. Consequently, predominantly terrestrial species should present articulations shape and orientation that are better to resist axial load generated by ground reaction forces. Ten landmarks and two linear measurements were taken from a skeletal sample including specimens from the Homo, Pan, Gorilla and Pongo genus. Results show that orientation and position of humeral trochlea joint surfaces correlate with locomotor modes and that length of the articular surfaces seems to be better correlated with size. The main hypothesis suggesting that stress related to locomotion in hominoids should influence the morphology of distal humeral joints is therefore supported.