Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.14/8560
Título: Influence of walking speed in backpacker's gait : ground reaction forces and plantar pressure analysis
Autor: Figueiredo, Maria Cristina Pinto Leite Braamcamp
Orientador: Vilas-Boas, João Paulo
Data de Defesa: 2011
Resumo: O modo como nos deslocamos influencia os parâmetros biomecânicos da marcha, alterando-os, podendo vir a originar lesões a curto ou longo prazo. Com este trabalho pretendeu-se fazer, em primeiro lugar, uma revisão sistemática da literatura acerca do que consiste a influência da velocidade nos parâmetros biomecânicos da marcha e, depois, estudar o efeito que a velocidade tem nas forças de reacção ao solo e na pressão plantar durante a marcha quando se transporta, ou não, uma carga. Assim, um dos objectivos deste estudo foi sistematizar o conhecimento vertido na literatura do século XXI sobre o efeito do aumento da velocidade na biomecânica da marcha. Foi feita uma pesquisa em três bases de dados (PubMed, Science Direct e Scopus) entre 2001 e 2010 com os termos: (gait OR walking OR walk) AND (velocity OR speed) AND (ground reaction force OR kinetics OR kinematics OR biomechanical OR biomechanics OR plantar pressure OR mathematical model) AND (comparison OR compare OR change OR relation OR influence). Um total de 71 artigos foram seleccionados relativos a variáveis de pressão plantar, cinética, cinemática e electromiografia. Os resultados mostram que existe um grande consenso em relação às seguintes variáveis: (i) duração da fase de apoio; (ii) frequência de passo e passada; (iii) comprimento do passo e passada; (iv) duração da fase de duplo apoio; (v) duração do ciclo da marcha; (vi) pico de pressão; (vii) força máxima; (viii) picos e mínimo intermédio da força de reacção ao solo (FRS) vertical; (ix) tempo para os picos e o mínimo intermédio da FRS vertical; (x) impulso vertical; (xi) picos da FRS anterior-posterior; (xii) impulso anterior-posterior; (xiii) pico dos momentos; (xiv) pico das potências; (xv) trabalho mecânico; (xvi) amplitudes do centro de massa; (xvii) actividade muscular. Contudo, o principal objectivo deste estudo foi investigar o efeito sobre os parâmetros dinamométricos da marcha, traduzidos pelas forças de reacção do solo e pela distribuição plantar de pressão , do transporte de uma carga ocasional a diferentes velocidades. Sessenta indivíduos com uma idade média de 23.0 ± 3.7 anos, altura média de 168.0 ± 0.1 cm e uma massa corporal média de 67.8 ± 11.2 kg foram inscritos neste estudo. Os participantes caminharam a uma velocidade lenta (68 passos/s) e rápida (112 passos/s) com e sem uma mochila carregada com uma carga que aumenta, em cada indivíduo, o ―índice de massa corporal total‖ para 30. Os parâmetros de pressão plantar foram medidos utilizando o sistema de palmilhas de pressão F-Scan e as forças de reacção ao solo foram recolhidas utilizando uma plataforma de forças Bertec. Os resultados mostram que há um aumento de ambos os picos da FRS vertical e de ambos os picos da FRS anterior-posterior, enquanto o mínimo intermédio da FRS vertical diminui, em ambas as condições de carga. O hallux, os outros dedos, o antepé lateral e central e o retropé medial e central foram as regiões do pé que apresentaram um aumento de pressão quando a velocidade aumentou, em ambas as condições de carga. A duração da fase de apoio diminui à medida que a velocidade aumentou nas duas condições de carga. O padrão de marcha parece ser influenciado pela sobrecarga ocasional, nos parâmetros de pressão plantar e nalguns parâmetros temporais da marcha.
The way we move can influence gait biomechanical parameters, and may, eventually, lead to damage and injury in short or long term. With this study we intended to, in first place, conduct a literature systematic review on the influence of speed in gait biomechanical parameters, and then investigate the effect of speed and backpack carrying on ground reaction force and plantar pressure parameters during gait. The first aim of this study was to systematically review the literature of the XXI century on the effect of increased speed on gait biomechanics. Three data base (PubMed, Science Direct and Scopus) were searched from 2001 to 2010 using the terms: (gait OR walking OR walk) AND (velocity OR speed) AND (ground reaction force OR kinetics OR kinematics OR biomechanical OR biomechanics OR plantar pressure OR mathematical model) AND (comparison OR compare OR change OR relation OR influence). A total of 71 papers were selected, dealing with analysis based on plantar pressure, kinetical, kinematical and electromyography variables. Results showed that there is a large consensus regarding the following biomechanical effects of gait speed increase: (i) time duration of stance; (ii) stride and step frequency; (iii) stride and step length; (iv) time duration of double support phase; (v) time duration of gait cycle; (vi) peak pressure; (vii) maximum force; (viii) vertical ground reaction force (GRF) peaks and intermediate minimum; (ix) time to vertical GRF peaks and intermediate minimum; (x) vertical impulse; (xi) anterior-posterior GRF peaks; (xii) anterior-posterior impulse; (xiii) peak moments; (xiv) peak powers; (xv) mechanical work; (xvi) centre of mass amplitudes; (xvii) muscle activity. However, the main aim of this study was to investigate the influence of the speed in ground reaction force and plantar pressure parameters during occasional overload gait, compared with the unloaded condition. Sixty participants with a mean age of 23.0 ± 3.7 years, mean height of 168.0 ± 0.1 cm and mean body mass of 67.8 ± 11.2 kg were enrolled in this study. The participants walked on a walkway at a slow (68 steps/s) and a fast (112 steps/s) speed with and without wearing a backpack which raise their ―total body mass index" to 30. Plantar pressure parameters were measured with an F-Scan insole pressure system and ground reaction forces were collected using a Bertec force plate. Results showed that there is an increase of both vertical and both anterior-posterior GRF peaks, while the intermediate minimum of the vertical GRF decreased during both conditions (with and without backpack). Hallux, lesser toes, lateral and central forefoot and medial and central rearfoot were the foot regions that presented an increase of peak pressure while speed increased, for both conditions. Stance phase duration decreases as speed increases, for both load conditions. Gait pattern seems to be influenced by occasional overload in plantar pressure parameters, double support and temporal gait events, like heel strike and toe off.
URI: http://hdl.handle.net/10400.14/8560
Aparece nas colecções:R - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations
ESB - Dissertações de Mestrado / Master Dissertations

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