Marcha normal e patológica : estudo teórico e experimental de uma ortótese de tornozelo e pé

Abstract

RESUMO: Nesta tese faz-se uma introdução aos ossos e arcos do pé que intervêm no movimento do tornozelo nos distintos planos, assim como um estudo detalhado sobre a marcha humana “normal” identificando as distintas fases da mesma e explicando que acontece e os objetivos principais em cada uma. Também realiza-se uma análise cinemática onde observa-se as variações angulares da flexão plantar e dorsal do tornozelo, e uma análise cinética onde estudaram-se os momentos e a potência na articulação do tornozelo durante o ciclo da marcha. Existe um capítulo dedicado ao estudo de diferentes problemas funcionais do tornozelo e pé, e uma classificação das distintas doenças e patologias que conduzem ao uso de uma ortótese. As ortóteses são dispositivos aplicados externamente para auxiliar os sistemas neuro-musculares-esqueléticos. Um caso particular são as OTPs, que são ortóteses do tornozelo e pé e cujas funções principais são: assistir na marcha, proporcionar estabilidade no tornozelo e manter ou restringir o movimento problemático devido a patologia. As OTPs são classificadas em função do material em que são produzidas, principalmente em metal e plástico, e identificam-se os distintos tipos existentes. Também explica-se os sistemas de controlo que as ortóteses possuem para realizarem a sua função. Por último, apresenta-se um estudo experimental realizado no laboratório do Centro de Estudos do Movimento e Atividade Humana Responsável de um sujeito com e sem o uso da uma OTP atendendo a fatores como o angulo do tornozelo e os momentos produzidos durante a marcha, assim como uma comparação com os dados obtidos por a simulação da mesma OTP por meios computacionais.

ABSTRACT: This thesis presents an overview about the bones and foot arches involved in ankle movement in different planes. Also, it includes a detailed study of the normal human walking, to clearly identify the different stages of human gait and explaining what happens in each stage and the main objectives addressed. In addition, it is included a kinematic analysis in which can be observed the angular variation of the ankle plantar and dorsal flexion and a kinetic analysis showing the moments and forces applied on the ankle during the walking cycle. A specific chapter is included about the different functional errors related to ankle and foot and also a classification of the different diseases and disorders that lead to the use of orthesis. Orthesis are devices applied externally to help the neuro-muscular systems, and in particular the AFOs, which are orthesis of ankle and foot and whose functions are to attend the walking of human, provide stability to the ankle and maintain or restrict the range of movement in people with a pathology. AFOs are classified according to the material which they are made; mainly, metal or plastic. Control systems that orthosis can integrate to perform its main functions are also discussed. Finally, there is an experimental study performed at the laboratory of the Centre for Studies of Movement and Human Activity. This study involved the analysis of a subject using or not an AFO during gait and according to several factors, such as the angle of the ankle and the moments produced during the walking. Also, it is presented a comparison with the data obtained by computational simulation for the same AFO in a previous project.