UNI VERSI TA DEGL I ST UDI DI ROMATORVERGATAFACOLTA DI MEDI CI NAECHI RURGI AL AUREAT RI ENNAL EI NSCI ENZ EMOTORI EAA2011- 2012I nsegnament odiPr of . s s aMar i aGuer r i s iDot t . Pi et r oPi c er noI nsegnament odiBIOMECCANICAFardiventarelabiomeccanica(edinparticolare, lanalisi delmovimento umano) uno strumento pratico per voi futuriprofessionisti delle scienze motorie.Obi et t i vi del corsoModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 2Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiCarmel oBoscoagl i st udent i di Sci enzeMot ori eTor Vergat a Voi dovete sapere che la medicina, la scienza medica una scienza nata dallo studio della patologia e non delluomo sano. La salute stata definita dalla medicina semplicemente attraverso la rimozione della malattia. Ma noi che conosciamo luomo sano, che studiamo come migliorare le prestazioni, che sappiamo quello che serve,non semplicemente per togliere la malattia, ma per preservare un equilibrio di benessere, ebbene noi abbiamo un grande dovere di adattare queste conoscenze e di metterle a disposizione di tutti e non solo degli atleti.noi sappiamo che non basta dire vai a correre, solleva dei pesi, fai questo Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 3Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisiatleti.noi sappiamo che non basta dire vai a correre, solleva dei pesi, fai questo esercizio. !ccorrono risposte chiare, serie. "erch# per una terapia si va dal medico e per lesercizio ci si fida di chiunque$ %i guru improvvisati, di uomini daffari mascherati da esperti. & il corpo delle persone in gioco, per non parlare del benessere psicofisico. cco perch# solo una minoranza delle persone fa esercizio regolarmente. 'on si convince la gente se non con la seriet( e per questo motivo io credo che la scienza dello sport pu) avere un grande ruolo. 'oi siamo coloro che hanno il bagaglio di conoscenze per poter dare risposte giuste e non solo a chi dello sport ne fa una professione ma soprattutto a chi vuole usare lesercizio per stare bene. *n un mondo che invecchia queste competenze possono diventare fondamentali per garantire benessere, indipendenza e qualit( della vita a milioni di personeL eredi t del Prof . Carmel oBoscoLallenamento unarte che si basa sulla scienza ed un allenamento senza valutazione un itinerario senza meta Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 4Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiProf. Carmelo BoscoProgrammadel corsoMODULO 1: Introduzione alla biomeccanicaMODULO 2: Misura e stimaMODULO 3: Centro di massaMODULO 4: Analisi del salto verticaleModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 5Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiMODULO 5: Analisi del cammino MODULO 6: Macchine da muscolazioneModul o1Introduzione alla biomeccanicaModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 6Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiIntroduzione alla biomeccanicaLa biomeccanica lo studio della struttura e della funzione deisistemi biologici attraverso i metodi della meccanica.(Hatze, J Biomech 1974)Cos l abi omeccani caModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 7Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiLa biomeccanica quel settore delle scienze dello sport cheapplica le leggi della meccanica alla prestazione umana...(Sureshbabu, Br J Sports Med 2010)I l f asci nodel movi ment oumanoVasari scrive: questo lavoro e viene in generaleritenuto molto bello per un dipinto del suogenere, e se Paolo non avesseLa biomeccanica raccontata attraverso larteModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 8Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisigenere, e se Paolo non avesserappresentato le zampe dello stesso latodel cavallo sollevate da terra simultaneamente, cosa che normalmente icavalli non fanno poich questo li farebbecadere questo lavoro sarebbe statoassolutamente perfetto John Hawkwooddi Paolo Uccello (1436)I l f asci nodel movi ment oumano Guarda la linia perpendiculare sotto ilcientro della gravit dellomoI disegni di da VinciModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 9Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi ... sempre il cientro del peso dellomo,che leva lun de piedi da terra, resta sopradel cientro della pianta del suo piede...Leonardo da Vinci (1452-1519)I l f asci nodel movi ment oumanoIl linguaggio matematico e lavvento della FisicaModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 10Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiGalilei (1564-1642)Newton (1642-1727)I l f asci nodel movi ment oumanoLa biomeccanica raccontata con i numeriModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 11Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiBorelli, De motu animalium (1680)I l f asci nodel movi ment oumanoTrasduttore dello spostamento verticale della testaL800 e il metodo grafico di MareyModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 12Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiMarey (1873) La Machine AnimalTrasduttore dello spostamento verticale della testaCurve ottenute durante la corsaI l f asci nodel movi ment oumanoIl metodo fotografico di Muybridge (1884 85)(pi fotocamere in sequenza, 1 foto ciascuna) Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 13Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiI l f asci nodel movi ment oumanoIl metodo crono-fotografico di Muybridge (1884 85)(differenti istanti temporali in un'unica lastra fotografica)Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 14Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiI l f asci nodel movi ment oumanoIl fucile fotografico di Marey (1882)(1 fotocamera, foto multiple) Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 15Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiI l f asci nodel movi ment oumanoModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 16Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiLast ori amodernaUniversity of California, 1947Ricostruzione tridimensionale di Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 17Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiRicostruzione tridimensionale di posizione e orientamentoLast ori amodernaUniversity of California, 1947Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 18Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiPedana dinamometrica per la misura delle reazioni vincolari (piede-suolo)Lanalisi del movimento umano mira alla raccolta diinformazioni quantitative riguardo la meccanica del sistemamuscolo-scheletrico durante lesecuzione di un compitomotorio.(Cappozzo, Gait Posture 2005)L anal i si del movi ment oumanoModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 19Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiLanalisi del movimento umano mira alla raccolta diinformazioni quantitative riguardo la meccanica del sistemamuscolo-scheletrico durante lesecuzione di un compitomotorio.L anal i si del movi ment oumanoModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 20Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiL anal i si del movi ment oumanoLanalisi del movimentoumanomiraallosservazionedi undeterminatocompito motorio(adesempio, cammino, salto,corsa etc)mediante determinati supporti e/o strumenti di misura(fotografie, video, sensori etc)Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 21Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(fotografie, video, sensori etc)al fine di la raccogliere informazioni qualitative e/o quantitativeingradodi descrivereecaratterizzareil gestomotorioafinidiagnostici e di miglioramento. Perch osservare (descrizione del fenomeno) Come osservare (supporti e strumenti di misura) Livelli di dettaglio dellosservazione-descrizione:L osservazi one- descri zi onedel movi ment oModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 22Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(approcci per lanalisi del movimento)- analisi qualitativa- analisi semi-quantitativa- analisi quantitativa Perch osservare (descrizione del fenomeno) Come osservare (supporti e strumenti di misura) Livelli di dettaglio dellosservazione-descrizione:L osservazi one- descri zi onedel movi ment oModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 23Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(approcci per lanalisi del movimento)- analisi qualitativa visiva e supporti video/foto- analisi semi-quantitativa- analisi quantitativa analisi strumentale Perch osservare (descrizione del fenomeno) Come osservare (supporti e strumenti di misura) Livelli di dettaglio dellosservazione-descrizione:L osservazi one- descri zi onedel movi ment oModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 24Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(approcci per lanalisi del movimento)- analisi qualitativa visiva e supporti video/foto- analisi semi-quantitativa- analisi quantitativa analisi strumentaleL anal i si st rument al e misura della posizione dipunti nello spazio(stereofotogrammetria) misura di forze direazione vincolareModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 25Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisireazione vincolare(dinamometria)L anal i si st rument al e misura della posizione dipunti nello spazio(stereofotogrammetria) misura di forze direazione vincolareModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 26Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisireazione vincolare(dinamometria)Movi ment odi gi t al eModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 27Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi Osservazione del movimento o di una postura ad occhio(occhimetro)L anal i si qual i t at i vaModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 28Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi Osservazione del movimento o di una postura ad occhio(occhimetro)L anal i si qual i t at i vaModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 29Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiOsservazione del movimento o di una postura con delle misuredi base solitamente puntuali (non tempo-varianti)L anal i si semi - quant i t at i vaModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 30Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi+Osservazione del movimento o di una postura con delle misuretempo-varianti cinematiche e/o dinamicheL anal i si quant i t at i vaacquisizionequantificazioneModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 31Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi'+M,*interventoAnal i si del movi ment o: obi et t i voosservazione-descrizioneModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 32Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi%*-.'!/* Punti di forza:- strumentazione poco costosa- analisi da campo (maggiore validit ecologica)- coach-friendlyAnal i si qual i t at i va: proecont roModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 33Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi Punti deboli:- affidabilit e oggettivit sono discutibili- richiede la conoscenza del gesto (per identificarne lealterazioni)Anal i si quant i t at i va: proecont ro Punti di forza:- accuratezza e affidabilit dei dati Punti deboli:Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 34Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi- lontana dallutilizzo pratico da parte dei coach- strumentazione costosa e che richiede expertise- spesso costretta allinterno di laboratori bio-medicale sportivoAnal i si del movi ment o: ambi t i appl i cat i vi(SCIENZE MOTORIE)Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 35Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiAmbi t i appl i cat i vi : bi omedi cal eModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 36Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi quantificare le limitazioni funzionali in maniera oggettiva definire percorsi terapeutici e supportare le decisioni cliniche monitorare gli andamenti di una terapia riabilitativa documentare lefficacia di nuovi ausili o protesiAmbi t i appl i cat i vi : bi omedi cal eModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 37Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi quantificare le limitazioni funzionali in maniera oggettiva definire percorsi terapeutici e supportare le decisioni cliniche monitorare gli andamenti di una terapia riabilitativa documentare lefficacia di nuovi ausili o protesiBiomechanics is the sport science field that applies the laws ofmechanics to human performance, in order to gain a greaterunderstanding of performance in athletic events throughmodeling, simulation and measurement.(Sureshbabu, Br J Sports Med 2010)Obi et t i vi del l abi omeccani ca( del l osport )Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 38Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(Sureshbabu, Br J Sports Med 2010)The goal of sport biomechanists is to provide information tocoaches and athletes about sport skill technique that will assistthem in obtaining the highest levels of athletic performance.(Sarah Smith, U.S. Olympic Committee, 1993)Ambi t i appl i cat i vi : sportMiglioramento della prestazioneModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 39Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportMiglioramento della prestazioneIdentificare la postura ottimale dellatleta (altezza della sella,del manubrio etc) attraverso losservazione di variabilimeccaniche come la flesso-estensione del ginocchio inModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 40Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisimeccaniche come la flesso-estensione del ginocchio inrelazione, ad esempio, della forza impressa sul pedale persfruttare al massimo la propulsione.(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportMiglioramento della prestazioneModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 41Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportMiglioramento della prestazioneAccorgersi, ad esempio, che latleta non incrementaadeguatamente la sua velocit di rotazione oppure chelattrezzo viene lanciato in un momento meccanicamenteModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 42Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisilattrezzo viene lanciato in un momento meccanicamentepoco vantaggioso.Correzioni del genere possono fare la differenza anche didiversi metri di gittata.(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportPrevenzione infortuniModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 43Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportPrevenzione infortuniIn curva, seppur per pochi centesimi di secondo, il carico chequesti ragazzi poco pi che adolescenti si trovano a doversostenere va oltre il doppio del loro peso.Modulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 44Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisisostenere va oltre il doppio del loro peso.Tradotto in termini di pratici, nonostante la contrariet deiloro genitori e le varie credenze popolari, lallenamento coni sovraccarichi, anche a quellet, opportuno.(fonte: youtube.com)Ambi t i appl i cat i vi : sportValutazione rischio infortuniModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 45Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisiginocchio valgo allatterraggio = rischio danni strutture articolariAmbi t i appl i cat i vi : sportRecupero infortuniModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 46Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno GuerrisiAmbi t i appl i cat i vi : sportRecupero infortuniControllare la velocit con cui il carico viene sollevato aiutala programmazione del corretto carico da somministrare edel numero delle ripetizioni che vanno eseguite per ilModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 47Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisidel numero delle ripetizioni che vanno eseguite per ilrecupero della forza muscolare in conseguenza ad un eventotraumatico.Ambi t i appl i cat i vi : unesempi oeccel l ent eCristiano Ronaldo tested to the limitModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 48Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi(fonte: youtube.com)Modul o1: apprendi ment oDopo questa lezione dovreste: essere entusiasti nei confronti dellanalisi del movimento aver compreso il concetto di osservazione e descrizione delmovimento aver compreso limportanza dellanalisi del movimentoModulo 1 - Introduzione alla biomeccanica - pag. 49Biomeccanica (A A2011-2012)Picerno Guerrisi aver compreso limportanza dellanalisi del movimento aver compreso il concetto di analisi qulitativa e quantitativa avere abbastanza chiari gli ambiti di applicazione dellanalisi delmovimento e il contributo che voi, attraverso questa disciplina,potete dare alle scienze motorie non vedere lora di seguire la lezione successiva!