No ciclismo, existe um fenômeno muito discutido que se relaciona com o ritmo de pedalada: ao contrário do que acontece em situações de caminhada onde os seres humanos utilizam para caminhar uma combinação de comprimento/freqüência de passada que minimiza o gasto energético, vários estudos já demonstraram que a cadência (ritmo de pedalada) preferida é sempre superior a cadência que minimiza o consumo de oxigênio. Os objetivos deste estudo foram: a) caracterizar a escolha da cadência preferida no ciclismo a partir de parâmetros biomecânicos e fisiológicos; e b) analisar o comportamento do momento flexor no joelho com o aumento da cadência. Foi apresentada uma proposta metodológica para o cálculo das variáveis biomecânicas de interesse (momento muscular, potência muscular e eficiência mecânica). Para a obtenção das variáveis, foi utilizado o sistema de vídeo Peak Performance (versão 5.3) a 120Hz; pedal dinamométrico (1880 Hz) e Eletromiógrafo Bortec (1880 Hz), Ergoespirômetro (Medical Graphics Corp.). Foram avaliados sete ciclistas nas cadências de 60, 75, 90 e 105 rpm e na sua cadência preferida, com uma carga correspondente ao limiar ventilatório individual. Os resultados mostraram que a cadência preferida parece estar mais associada a parâmetros biomecânicos do que fisiológicos. Além disso, o momento flexor no joelho não apresenta um padrão de comportamento entre os indivíduos. / In cycling, there is a fact very discussed in the literature that is related to the pedaling rate: different from situations like walking, where human beings use to walk a combination of stride length/frequency that minimizes the energetic expenditure, many studies have demonstrated that the preferred pedaling rate is always higher than that who minimizes the oxygen consumption. The aims of this study were: a) to characterize the choice of preferred pedaling rate from biomechanical and physiological parameters; and b) to analyze the behavior of the knee flexor moment with the increase in pedaling rate. A methodological proposal was presented to calculate the biomechanical variables of interest (muscle moment, muscle power and mechanical efficiency). To obtain these variables, a Peak Performance video system (version 5.3) in 120 Hz; a dinamometrical pedal (1880 Hz), an Eletromiographer (1880 Hz) and an ergoespirometer were used. Seven cyclists were analyzed in the pedaling rates of 60, 75, 90, 105 rpm and the preferred pedaling rate, with a load correspondent to the individual ventilatory threshold. The results showed that the preferred pedaling rate seems to be more associated with the biomechanical parameters compared to the physiological parameters. Besides that, knee flexor moment didn’t show a pattern among individuals.

No ciclismo, existe um fenômeno muito discutido que se relaciona com o ritmo de pedalada: ao contrário do que acontece em situações de caminhada onde os seres humanos utilizam para caminhar uma combinação de comprimento/freqüência de passada que minimiza o gasto energético, vários estudos já demonstraram que a cadência (ritmo de pedalada) preferida é sempre superior a cadência que minimiza o consumo de oxigênio. Os objetivos deste estudo foram: a) caracterizar a escolha da cadência preferida no ciclismo a partir de parâmetros biomecânicos e fisiológicos; e b) analisar o comportamento do momento flexor no joelho com o aumento da cadência. Foi apresentada uma proposta metodológica para o cálculo das variáveis biomecânicas de interesse (momento muscular, potência muscular e eficiência mecânica). Para a obtenção das variáveis, foi utilizado o sistema de vídeo Peak Performance (versão 5.3) a 120Hz; pedal dinamométrico (1880 Hz) e Eletromiógrafo Bortec (1880 Hz), Ergoespirômetro (Medical Graphics Corp.). Foram avaliados sete ciclistas nas cadências de 60, 75, 90 e 105 rpm e na sua cadência preferida, com uma carga correspondente ao limiar ventilatório individual. Os resultados mostraram que a cadência preferida parece estar mais associada a parâmetros biomecânicos do que fisiológicos. Além disso, o momento flexor no joelho não apresenta um padrão de comportamento entre os indivíduos. / In cycling, there is a fact very discussed in the literature that is related to the pedaling rate: different from situations like walking, where human beings use to walk a combination of stride length/frequency that minimizes the energetic expenditure, many studies have demonstrated that the preferred pedaling rate is always higher than that who minimizes the oxygen consumption. The aims of this study were: a) to characterize the choice of preferred pedaling rate from biomechanical and physiological parameters; and b) to analyze the behavior of the knee flexor moment with the increase in pedaling rate. A methodological proposal was presented to calculate the biomechanical variables of interest (muscle moment, muscle power and mechanical efficiency). To obtain these variables, a Peak Performance video system (version 5.3) in 120 Hz; a dinamometrical pedal (1880 Hz), an Eletromiographer (1880 Hz) and an ergoespirometer were used. Seven cyclists were analyzed in the pedaling rates of 60, 75, 90, 105 rpm and the preferred pedaling rate, with a load correspondent to the individual ventilatory threshold. The results showed that the preferred pedaling rate seems to be more associated with the biomechanical parameters compared to the physiological parameters. Besides that, knee flexor moment didn’t show a pattern among individuals.

No ciclismo, existe um fenômeno muito discutido que se relaciona com o ritmo de pedalada: ao contrário do que acontece em situações de caminhada onde os seres humanos utilizam para caminhar uma combinação de comprimento/freqüência de passada que minimiza o gasto energético, vários estudos já demonstraram que a cadência (ritmo de pedalada) preferida é sempre superior a cadência que minimiza o consumo de oxigênio. Os objetivos deste estudo foram: a) caracterizar a escolha da cadência preferida no ciclismo a partir de parâmetros biomecânicos e fisiológicos; e b) analisar o comportamento do momento flexor no joelho com o aumento da cadência. Foi apresentada uma proposta metodológica para o cálculo das variáveis biomecânicas de interesse (momento muscular, potência muscular e eficiência mecânica). Para a obtenção das variáveis, foi utilizado o sistema de vídeo Peak Performance (versão 5.3) a 120Hz; pedal dinamométrico (1880 Hz) e Eletromiógrafo Bortec (1880 Hz), Ergoespirômetro (Medical Graphics Corp.). Foram avaliados sete ciclistas nas cadências de 60, 75, 90 e 105 rpm e na sua cadência preferida, com uma carga correspondente ao limiar ventilatório individual. Os resultados mostraram que a cadência preferida parece estar mais associada a parâmetros biomecânicos do que fisiológicos. Além disso, o momento flexor no joelho não apresenta um padrão de comportamento entre os indivíduos. / In cycling, there is a fact very discussed in the literature that is related to the pedaling rate: different from situations like walking, where human beings use to walk a combination of stride length/frequency that minimizes the energetic expenditure, many studies have demonstrated that the preferred pedaling rate is always higher than that who minimizes the oxygen consumption. The aims of this study were: a) to characterize the choice of preferred pedaling rate from biomechanical and physiological parameters; and b) to analyze the behavior of the knee flexor moment with the increase in pedaling rate. A methodological proposal was presented to calculate the biomechanical variables of interest (muscle moment, muscle power and mechanical efficiency). To obtain these variables, a Peak Performance video system (version 5.3) in 120 Hz; a dinamometrical pedal (1880 Hz), an Eletromiographer (1880 Hz) and an ergoespirometer were used. Seven cyclists were analyzed in the pedaling rates of 60, 75, 90, 105 rpm and the preferred pedaling rate, with a load correspondent to the individual ventilatory threshold. The results showed that the preferred pedaling rate seems to be more associated with the biomechanical parameters compared to the physiological parameters. Besides that, knee flexor moment didn’t show a pattern among individuals.

CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

CANDOTTI, C. T. Características biomecânicas e fisiológicas da técnica de pedalada de ciclistas e triatletas. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. Este estudo foi realizado com o propósito de buscar informações, dos pontos de vista biomecânico e fisiológico, que permitissem estudar a técnica da pedalada e a economia de movimento do complexo atleta-bicicleta, criando condições para o estudo de possíveis implicações da técnica da pedalada na economia de movimento dessa modalidade. Os objetivos deste estudo foram os seguintes: (1) comparar a técnica da pedalada de ciclistas e triatletas a partir da análise da força efetiva, do índice de efetividade e da economia de movimento; e (2) verificar a magnitude do sinal eletromiográfico (sinal EMG) de músculos do membro inferior direito. Foram avaliados oito ciclistas e nove triatletas em um cicloergômetro computadorizado, no qual foi acoplado um pedal-plataforma de força computadorizado para a obtenção das componentes normal e tangencial da força aplicada sobre o pedal. Foram testadas quatro diferentes cadências (60, 75, 90 e 105 rpm), cada uma por um período de 3 min, sendo que os sujeitos pedalaram na carga correspondente ao segundo limiar ventilatório individual. Foram registrados, simultaneamente e de forma sincronizada, as componentes normal e tangencial da força aplicada no pedal, os ângulos do pedal e do pé-de-vela, o consumo de oxigênio e a ativação muscular. Os eletrodos foram alinhados longitudinalmente às fibras musculares e fixados sobre a porção central mais proeminente dos músculos glúteo máximo (GM), reto femoral (RF), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), tibial anterior (TA) e gastrocnêmio medial (GA). O eletrodo de referência foi fixado sobre a face lateral e medial da tíbia. O sinal EMG foi analisado no domínio do tempo, a partir do root mean square (valor RMS), em intervalos de 40 ms (janelamento de Hamming). Para a normalização do sinal EMG, foi utilizado o valor máximo atingido durante a pedalada a 60 rpm, entre as curvas analisadas, sendo expresso em porcentagem. Foram calculadas as magnitudes dos vetores da força resultante e da força efetiva para a obtenção do índice de efetividade da pedalada, utilizando-se a média de 10 ciclos consecutivos de pedalada. Também foi calculada a economia de movimento desse mesmo período. Os resultados demonstraram que ciclistas e triatletas possuem padrões distintos de pedalada, sendo que os ciclistas apresentaram níveis significativamente superiores aos triatletas a 60 e 75 rpm, tanto para a força efetiva quanto para a economia de movimento. Os resultados sugerem que o índice de efetividade não é a melhor garantia de performance técnica, quando comparado a força efetiva, pois não foi encontrada diferença significativa para este índice entre ciclistas e triatletas. A técnica da pedalada interferiu na economia de movimento, uma vez que a força efetiva foi diretamente responsável pelas alterações na economia de movimento. Os resultados desse estudo demonstraram que a magnitude do sinal EMG foi significativamente diferente para o grupo de ciclistas e triatletas: (1) no primeiro quadrante (0º - 90º), para os músculos gastrocnêmio medial (GA) e vasto lateral (VL) na cadência 75 rpm, e para os músculos reto femoral (RF) e VL na cadência 90 rpm; (2) no segundo quadrante da pedalada (90º - 180º), para o músculo VL nas cadências 60 rpm e 105 rpm; e (3) no quarto quadrante da pedalada (270º - 360º), para o músculo tibial anterior (TA) na cadência 105 rpm. Os músculos monoarticulares apresentaram-se ativados em apenas uma fase da pedalada (propulsão ou recuperação), enquanto que os músculos biarticulares foram ativados em ambas as fases (p < 0,05). / CANDOTTI, C. T. Biomechanics and physiological characteristics of the cyclists and triathletes pedaling technique. Tese de doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento Humano. Escola de Educação Física. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2003. This study was developed in order to search for data in the biomechanical and physiological aspects that allow the study of the pedaling technique and the movement economy, thus creating conditions for the study of possible influences of pedaling technique in movement economy of this modality. The purposes of this study were the following: (1) to compare the cyclist and triathletes pedaling technique from the analysis of effective force, effectiveness index, and movement economy; and (2) to verify the electromyographic signal (EMG signal) magnitude of right lower limb muscles. Eight cyclists and nine triathletes were evaluated in a computerized cycle ergometer, in which was fixed a dynamometric pedal for getting the normal and tangential components of the force applied on the pedal. Four distinct cadences were tested (60, 75, 90, and 105 rpm), each one for a period of 3 min, with the subjects pedaling at the load relating to the second individual ventilatory threshold. The tangential and normal components of the force applied on the pedal, the pedal and crank angles, and the electrical activation of six right lower limb muscles were registered in a simultaneous and synchronized manner. The electrodes were longitudinally lined to muscle fibers and fixed over the muscle belly of six muscles: biceps femoris (BF); vastus lateralis (VL); gluteus maximus (GM); rectus femoris (RF); tibialis anterior (TA); and medial gastrocnemius (GAS). The reference electrode was placed on the tibia. The EMG signal was analyzed in time domain, from root mean square (RMS value), in 40 ms intervals (Hamming). The maximum value reached along the 60-rpm pedaling (in percentage) was used for EMG signal normalization. In order to get the pedaling effectiveness index, the resultant force and effective force magnitudes were calculated, using the 10 consecutive pedaling cycles. Movement economy of the same period was also calculated. The results showed that cyclists and triathletes have different pedaling patterns; and cyclists showed significantly higher levels than triathletes at 60 and 75 rpm, for both effective force and movement economy. The results suggest that effectiveness index is not the best way for evaluating pedaling technique, because there was not significant difference for effectiveness index between cyclists and triathletes. The pedaling technique interfered in movement economy, because effective force was directly responsible for the alterations in movement economy. The results of this study showed that the EMG signal magnitude was significantly different for cyclists and triathletes groups: (1) in the first quadrant (0º - 90º), for GAS and VL in 75 rpm cadence, and for RF and VL in 90 rpm cadence; (2) in the second cycling quadrant (90º - 180º), for VL muscle in 60 rpm and 105 rpm cadences; and (3) in the forth cycling quadrant (271º - 360º), for TA muscle in 105 rpm cadence. The monoarticular muscles showed activation in just one pedaling period (propulsion or recuperation), while biarticular muscles were activated in both periods (p < 0.05).

Orientador: Gil Lucio Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-05T08:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marconi_NadiaFernanda_D.pdf: 2668339 bytes, checksum: 84909294540d22968d0532a4f4fef14b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Indivíduos portadores da Síndrome de Down melhoram o padrão muscular e cinemático de movimentos simples com o treinamento. Recentemente, demonstramos que indivíduos neurologicamente normais aumentam os impulsos do torque muscular do ombro e do torque de interação do cotovelo, com o treinamento de movimentos de reversão do braço. Neste estudo, verificamos se, com o treinamento, indivíduos portadores da Síndrome de Down usariam a mesma estratégia cinética para melhorar o desempenho de movimentos com reversão. Movimentos de reversão do braço realizados em três distâncias lineares diferentes foram reconstruídos utilizando um sistema óptico de análise de movimento. Os torques musculares e de interação foram calculados utilizando-se a dinâmica inversa. A atividade eletromiográfica dos principais músculos foi registrada. Ao contrário do esperado, indivíduos portadores da Síndrome de Down foram incapazes de aumentar a velocidade linear do dedo indicador, mesmo após 1.400 tentativas de prática. O mesmo ocorreu com os torques musculares e de interação das articulações ombro e cotovelo. No entanto, em oito sujeitos, um foi capaz de melhorar a velocidade dos movimentos de ida ao alvo e de volta à posição inicial. Esse sujeito foi capaz de aumentar o torque muscular do cotovelo e de interação do ombro com o treinamento. A melhora na velocidade dos movimentos desse sujeito não foi acompanhada de um aumento do erro. A incapacidade de indivíduos portadores da Síndrome de Down aumentarem as forças reativas (torque de interação do cotovelo) e musculares (torque muscular do ombro) com o treino, revela uma grande dificuldade desses sujeitos em tirar proveito de uma solução mecânica bastante eficiente. O fato de um único indivíduo ter apresentado uma melhora após usar uma estratégia ¿sub-ótima¿ do ponto de vista mecânico, demonstra que a Síndrome de Down pôde dificultar a elaboração de um modelo interno das forças que atuam na geração dos movimentos. Essa limitação talvez explique a dificuldade de esses indivíduos realizarem movimentos complexos e o aspecto desengonçado desses movimentos / Abstract: Individuals with Down syndrome improve the muscle activities and kinematics patterns of the single-joint movements with practice. Currently, we have showed that neurologically normal individuals increase the impulses of the shoulder muscle torque and elbow interaction torque with practice of the horizontal-planar arm movements with reversal. In this study, we verified if with practice, individuals with Down syndrome would be able to use the same kinetic strategy to improve the performance of the movements with reversal. Arm movements with reversal, performed on the three different target distances were reconstructed using a motion analysis system. The muscle and interaction torques were calculated using inverse dynamics. The EMG activities of the major muscles were collected. On the contrary that was expected, individuals with Down syndrome were not able to increase the linear speed of the fingertip after 1.400 trials of practice. The same was observed for the muscle and interaction torques for both shoulder and elbow joints. However, a one in eight subject was able to improve the velocity of both movements to and from the target. This subject also increased the impulses of the elbow muscle torque and shoulder interaction torque with practice. The improvement on the movement velocity was not accompanied the increase in the error ratio. The incapability of the individuals with Down syndrome to increase the reaction forces (interaction torque of the elbow) and muscle forces (muscle torque of the shoulder) with practice reveals a difficulty these subjects to get very efficient mechanical solution. The fact of the only one subject that showed improvement in velocity had used a sub-optimal strategy of the mechanical point of view, demonstrates that the Down syndrome can interfere on the elaboration of the internal model of forces that act on the movement generation. This limitation perhaps can explain the difficulty these individuals to perform complex movements and the clumsiness impression theses movements / Doutorado / Fisiologia / Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientadora: Profa. Dra. Léia Bernardi Bagesteiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição, 2014. / A maioria das amputações traumáticas do membro superior ocorre em níveis do punho e da mão. O uso de sinais bioelétricos, como os capturados pela eletromiografia de músculos residuais no segmento mão-braço amputado, já é uma realidade, porém as taxas de rejeição das próteses mioelétricas ainda são elevadas. Um dos maiores desafios atuais é melhorar o desempenho das próteses robóticas a fim de que a interface homem-máquina seja o mais natural possível. O presente estudo teve por objetivo avaliar a intensidade elétrica dos músculos residuais do coto durante movimentos do segmento mão-braço de indivíduos amputados de membro superior. Foram caracterizados diferentes movimentos-alvo a fim de auxiliar no conhecimento da ação muscular após amputação. Oito canais de eletromiografia foram posicionados no membro superior e coto: quatro no braço e quatro no antebraço. Nove movimentos-alvo contínuos foram realizados duas vezes em cada uma das duas séries de movimentos avaliadas. Foram analisados o coto (grupo experimental membro amputado), o membro contralateral à amputação (grupo experimental membro não amputado) e um grupo controle. Todos os grupos apresentaram as mesmas etapas de coleta, desde o posicionamento dos eletrodos até a análise do sinal eletromiográfico. Os dados foram comparados para maior compreensão dos movimentos do membro superior nesses grupos. Os resultados apresentaram diferença entre os grupos. A musculatura de braço teve maior intensidade de ativação elétrica no grupo controle. Por sua vez, o grupo experimental membro amputado teve maior intensidade de ativação em musculaturas extensoras e maior diferenciação dos canais do antebraço. Contudo, o grupo experimental membro não amputado foi o que mais se diferenciou nas diferentes análises, sendo observado menor intensidade de ativação elétrica no braço e antebraço. Conclui-se que a intensidade de ativação dos músculos residuais do coto difere do membro não amputado. / Most traumatic upper-limb amputations occur at the wrist and hand levels. Bioelectric signals, such as the ones captured by electromyography at the amputated hand-arm segment are already a reality, yet rejection rates of myoelectric prostheses are still high. The main challenge is to improve the performance of robotic prostheses enabling a more natural man-machine interface. This study evaluated the electrical magnitude of residual muscles during hand-arm movements of upper limb amputee. Different movements were chosen to promote muscle activation knowledge after amputation. Eight electromyography channels were positioned on the upper-limb and stump: four at the upper arm and four at the forearm. Nine continuous movements were performed twice on each of the two series evaluated. Three groups were analyzed: amputee group (experimental group: amputated limb), contralateral limb amputation (experimental group: non-amputated limb) and control group. All groups had the same data collection phases, electrodes positioning and eletromyographic signals analysis. Data were compared for better understanding of upper limb movements. The results showed difference between groups. The upper arm muscles had greater magnitude of electrical activation in the control group. The experimental group: amputated limb had greater magnitude of electrical activation in the extensor musculature and greater difference from the forearm channels. Moreover the experimental group: non-amputated limb was the most distinguished in comparison with the other two groups on different analyzes, with lower magnitude of electrical activation observed in the upper arm and forearm. It is concluded that the magnitude of activation of the residual muscles in the amputated limb differs from non-amputated limb.