Biomechanica
Inleiding tot de biomechanica
• BIO-MECHANICA
o Bio: toegepast op het menselijk lichaam
▪ Fysica rijkt de nodige basis aan om biomechanische modellen en theorieën te ontwikkelen en
begrijpen
o Mechanica: wetenschap die zich bezig houdt met krachten en hun effect op vaste (onvervormbaar),
vloeibare en gasvormige lichamen
▪ Mechanica van starre lichamen
▪ Mechanica van vervormbare vaste lichamen
▪ Mechanica van vloeistoffen
• 4 toepassingsgebieden
o 1) Basiswetenschap
▪ het begrijpen van de menselijke houding en beweging
• Belangrijk om klachten te analyseren
o 2) Patho-mechanica
▪ Het begrijpen en verklaren van het ontstaan van klachten (= inzicht krijgen in klacht)
• (Je moet de klacht zelf behandelen,) maar je moet ook iets doen aan de oorzaak van
de klacht, zodat die niet meer terugkomt.
o 3) Ondersteuning van therapie
▪ Het opstellen van een INDIVIDUEEL behandelingsplan
• Verschillende impact per individu
▪ Het aanwenden van trainingstoestellen
• Patiënt laten oefenen
o 4) Ergonomie
▪ Aanpassen van werkhoudingen en preventie van klachten
• Kinematica
o = beschrijven van de beweging van een lichaam of een verzameling van lichamen in de ruimte en tijd
▪ 5 componenten: positie, verplaatsing, snelheid, versnelling, hoekversnelling
▪ Bv. Een opslag ‘ontleden/beschrijven’ -> dan de techniek aanpassen
• Kinetica
o = beschrijven van de oorzaak van een beweging (vaak een kracht)
▪ 4 componenten: kracht, (draai)moment, impuls, power
• Statica vs dynamica
o Om bewegingen (= dynamisch) te kunnen analyseren, moet men momentopnames kiezen en hierop
de wetten van de fysica toepassen. De verandering van momentopname A tov momentopname B
zegt iets over de beweging
▪ ‘iets in stukken kappen’
• Osteokinematica <-> Artrokinematica
Beschrijven van de kinematica van Beschrijven van hetgeen intra-
de botstukken (op zich) of hun articulair (binnenin) gebeurt tijdens
massamiddelpunten (wat een beweging. (wat in het gewricht
botstukken doen) gebeurt)
bv. Flexie-abductie
exorotatie…
,Artrokinematica
• Botstukken bewegen tov elkaar
o 1) rotatiebeweging of angulaire beweging
▪ Hoekvormig
▪ Rond een as
• -> rotatie-as
▪ Elk punt over een andere afstand (dicht bij rotatie-as (= kleine afstand), ver van rotatie-as
(=grote afstand)) en eenzelfde v bewegen
o 2) translatiebeweging of schuifbeweging
▪ Geen hoekvorming
▪ Geen as
▪ Elk punt over eenzelfde x en zelfde v bewegen
o IN REALITEIT
▪ Gebeuren de rotatiebeweging en translatiebeweging samen
• Ligging van een rotatie-as (in gewricht)
o Wordt bepaald door de vorm en de kromming van het gewrichtsoppervlak
▪ Cirkel: in het midden
▪ Asymmetrisch en grillig figuur: ?
• Bepaling van de ligging van een as (heeft te maken met kromming gewricht)
o CONVEX (bol)
▪ 1) Aanduiden waar kraakbeen start en stopt
▪ 2) teken een raaklijn aan eerste stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 3) teken een 2e raaklijn op een 2e stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 4) …
▪ 5) snijpunt van de loodrechten is het kromtemiddelpunt
=> punt ligt binnen het bot
o CONCAAF (hol)
▪ 1) Aanduiden waar kraakbeen start en stopt
▪ 2) teken een raaklijn aan eerste stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 3) teken een 2e raaklijn op een 2e stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 4) …
▪ 5) snijpunt van de loodrechten is het kromtemiddelpunt
=> punt ligt buiten het botstuk
o Samenbrengen tot 1 gewricht
▪ cirkel = zone waarbinnen rotatie-as zich kan bevingen (2
middelpunten snijden de rand van de cirkel)
➔ ligging van de as heeft te maken met de kromtemiddelpunten. De
ligging van de kromtemiddelpunten heeft te maken met de kromte van
het stukje gewricht dat je gebruikt
o Gewricht moet op het juiste moment stabiel zijn maar ook mobiel zijn
▪ Bv tijdens het stappen
,o Hoe korter de kromtemiddelpunten van concaaf en convex bij elkaar liggen, hoe stabieler de positie
van het gewricht (passen perfect op elkaar) en vice versa
▪ Als kromtemiddelpunt convex en concaaf perfect op elkaar passen
=> dan zijn de krommingen van convex en concaaf identiek
=> dan passen de gewrichten perfect op elkaar
=> dan is je gewricht heel stabiel
▪ Hoe verder de krommtemiddelpunten van elkaar
=> hoe meer verschillend de kromming
=> hoe minder stabiel
o Kromtemiddelpunten concaaf en convex kort bij elkaar
-> krommingen zijn gelijkaardig
-> gewrichtsoppervlakken zijn congruent
▪ Congruent = krommingen 2 gewrichtsoppervlakken zijn identiek (stabiliteit)
o Maximally close packed position (mcpp)
▪ De kromtemiddelpunten o van het kraakbeen / liggen quasi op
elkaar, want de krommingen zijn congruent.
▪ aaneensluitingen convex en concaaf zijn perfect
▪ Maximale stabiliteit
o Maximally loose packed position (mlpp) (rotatie knie)
▪ de kromtemiddelpunten van het kraakbeen liggen ver
van elkaar -> want krommingen zijn sterk verschillend
en passen niet goed in elkaar
▪ Geringe stabiliteit
o Elk gewricht 1 stand waar de gewrichtskrommingen maximaal
congruent zijn en de stabiliteit het grootst is (MCPP)
▪ Bv: knie = gestrekt
o Meerdere loos packed positions
▪ Alle andere posities die niet MCPP of MLPP zijn
o Elk gewricht 1 stand waar de gewrichtskrommingen minimaal congruent zijn en de stabiliteit het
kleinst is (MLPP)
▪ Bv: knie = gestrekt in 30°
o (1) Rolbeweging
▪ Onderbeen gefixeerd (X) en bovenbeen naar achteren kantelen
en rolt weg
• Convexe botstuk maakt een rotatie
▪ Kromtemiddelpunten gaan uit elkaar door rolbeweging (verlies van
stabiliteit)
▪ Aan de rand van je gewricht krijg je puntbelasting (alle druk op rand
van botstuk)
• Kraakbeen kan hier niet tegen
▪ Als je nog verder rolt
• Nog meer kapot maken
• Misschien afrollen: uit de kom
• Nog een geringere stabiliteit want kromtemiddelpunten meer uit elkaar
▪ => er moet iets gebeuren om dit terug goed te maken = translatiebeweging
, o (1) Translatiebeweging (schuifbeweging)
▪ Rol- en schuifbeweging zijn in tegenovergesteld richting
• Rolbeweging naar links/achter
• Schuifbeweging naar rechts/voor Translatie
▪ Bewegingen gebeuren elk aan andere kant van rotatie-as O
• Rol: erboven
• Schuif: eronder
o (2) Schommelbeweging
▪ Bovenbeen gefixeerd (X) en onderbeen laten schommelen
en rolt weg
• Concaaf botstuk beweegt
▪ Kromtemiddelpunten gaan uit elkaar door schommelbeweging
(verlies van stabiliteit)
▪ Aan de rand van je gewricht krijg je puntbelasting (alle druk op rand
van botstuk)
• Kraakbeen kan hier niet tegen
▪ => er moet iets gebeuren om dit terug goed te maken
= translatiebeweging
o (2) Translatiebeweging (schuifbeweging)
▪ Schommel- en translatiebeweging in dezelfde richting
▪ Ook zelfde kant van rotatiepunt
o Convex-concaaf regel
▪ Bij een beweging van convex tov concaaf zijn de rol- en schuifbeweging tegengesteld van
richting
▪ Bij een beweging van concaaf tov convex zijn de schommel- en schuifbeweging gelijk van
richting
o Convex en concaaf bewegen in realiteit gelijktijdig tov van elkaar
▪ Rol- en schommel tegelijk
▪ Artrokinematisch de translatiebeweging ook gelijktijdig
• Ligging van de as in het referentiestelsel definiëren
o We hebben 3 vlakken (frontaal, sagitaal, transversaal)
▪ Ligging assen definiëren in die vlakken
▪ Weinig gewrichten waar as mooi in 2 vlakken
• Vaak assen schuin in de ruimte
o Indien de as zuiver in 1 vlak ligt, zal de beweging zuiver in het vlak loodrecht op de as plaatsvinden
▪ Bv. Deur
• Ligt in frontale vlak
• Beweegt in sagitale vlak
o Indien de as schuin in de ruimte gepositioneerd staat, zal de beweging een driedimensionale
beweging zijn
▪ Bv. Hand, voet
• Een of meerdere assen
o Aard van het gewricht zegt iets over de mogelijkheden
van het gewricht en de aard van het gewricht kun je
niet veranderen
▪ Bv. Kogelgewricht veel meer bewegingsvrijheid
dan scharniergewricht (op 1 manier bewegen)
Inleiding tot de biomechanica
• BIO-MECHANICA
o Bio: toegepast op het menselijk lichaam
▪ Fysica rijkt de nodige basis aan om biomechanische modellen en theorieën te ontwikkelen en
begrijpen
o Mechanica: wetenschap die zich bezig houdt met krachten en hun effect op vaste (onvervormbaar),
vloeibare en gasvormige lichamen
▪ Mechanica van starre lichamen
▪ Mechanica van vervormbare vaste lichamen
▪ Mechanica van vloeistoffen
• 4 toepassingsgebieden
o 1) Basiswetenschap
▪ het begrijpen van de menselijke houding en beweging
• Belangrijk om klachten te analyseren
o 2) Patho-mechanica
▪ Het begrijpen en verklaren van het ontstaan van klachten (= inzicht krijgen in klacht)
• (Je moet de klacht zelf behandelen,) maar je moet ook iets doen aan de oorzaak van
de klacht, zodat die niet meer terugkomt.
o 3) Ondersteuning van therapie
▪ Het opstellen van een INDIVIDUEEL behandelingsplan
• Verschillende impact per individu
▪ Het aanwenden van trainingstoestellen
• Patiënt laten oefenen
o 4) Ergonomie
▪ Aanpassen van werkhoudingen en preventie van klachten
• Kinematica
o = beschrijven van de beweging van een lichaam of een verzameling van lichamen in de ruimte en tijd
▪ 5 componenten: positie, verplaatsing, snelheid, versnelling, hoekversnelling
▪ Bv. Een opslag ‘ontleden/beschrijven’ -> dan de techniek aanpassen
• Kinetica
o = beschrijven van de oorzaak van een beweging (vaak een kracht)
▪ 4 componenten: kracht, (draai)moment, impuls, power
• Statica vs dynamica
o Om bewegingen (= dynamisch) te kunnen analyseren, moet men momentopnames kiezen en hierop
de wetten van de fysica toepassen. De verandering van momentopname A tov momentopname B
zegt iets over de beweging
▪ ‘iets in stukken kappen’
• Osteokinematica <-> Artrokinematica
Beschrijven van de kinematica van Beschrijven van hetgeen intra-
de botstukken (op zich) of hun articulair (binnenin) gebeurt tijdens
massamiddelpunten (wat een beweging. (wat in het gewricht
botstukken doen) gebeurt)
bv. Flexie-abductie
exorotatie…
,Artrokinematica
• Botstukken bewegen tov elkaar
o 1) rotatiebeweging of angulaire beweging
▪ Hoekvormig
▪ Rond een as
• -> rotatie-as
▪ Elk punt over een andere afstand (dicht bij rotatie-as (= kleine afstand), ver van rotatie-as
(=grote afstand)) en eenzelfde v bewegen
o 2) translatiebeweging of schuifbeweging
▪ Geen hoekvorming
▪ Geen as
▪ Elk punt over eenzelfde x en zelfde v bewegen
o IN REALITEIT
▪ Gebeuren de rotatiebeweging en translatiebeweging samen
• Ligging van een rotatie-as (in gewricht)
o Wordt bepaald door de vorm en de kromming van het gewrichtsoppervlak
▪ Cirkel: in het midden
▪ Asymmetrisch en grillig figuur: ?
• Bepaling van de ligging van een as (heeft te maken met kromming gewricht)
o CONVEX (bol)
▪ 1) Aanduiden waar kraakbeen start en stopt
▪ 2) teken een raaklijn aan eerste stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 3) teken een 2e raaklijn op een 2e stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 4) …
▪ 5) snijpunt van de loodrechten is het kromtemiddelpunt
=> punt ligt binnen het bot
o CONCAAF (hol)
▪ 1) Aanduiden waar kraakbeen start en stopt
▪ 2) teken een raaklijn aan eerste stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 3) teken een 2e raaklijn op een 2e stuk kraakbeen
en teken de loodrechte op de raaklijn
▪ 4) …
▪ 5) snijpunt van de loodrechten is het kromtemiddelpunt
=> punt ligt buiten het botstuk
o Samenbrengen tot 1 gewricht
▪ cirkel = zone waarbinnen rotatie-as zich kan bevingen (2
middelpunten snijden de rand van de cirkel)
➔ ligging van de as heeft te maken met de kromtemiddelpunten. De
ligging van de kromtemiddelpunten heeft te maken met de kromte van
het stukje gewricht dat je gebruikt
o Gewricht moet op het juiste moment stabiel zijn maar ook mobiel zijn
▪ Bv tijdens het stappen
,o Hoe korter de kromtemiddelpunten van concaaf en convex bij elkaar liggen, hoe stabieler de positie
van het gewricht (passen perfect op elkaar) en vice versa
▪ Als kromtemiddelpunt convex en concaaf perfect op elkaar passen
=> dan zijn de krommingen van convex en concaaf identiek
=> dan passen de gewrichten perfect op elkaar
=> dan is je gewricht heel stabiel
▪ Hoe verder de krommtemiddelpunten van elkaar
=> hoe meer verschillend de kromming
=> hoe minder stabiel
o Kromtemiddelpunten concaaf en convex kort bij elkaar
-> krommingen zijn gelijkaardig
-> gewrichtsoppervlakken zijn congruent
▪ Congruent = krommingen 2 gewrichtsoppervlakken zijn identiek (stabiliteit)
o Maximally close packed position (mcpp)
▪ De kromtemiddelpunten o van het kraakbeen / liggen quasi op
elkaar, want de krommingen zijn congruent.
▪ aaneensluitingen convex en concaaf zijn perfect
▪ Maximale stabiliteit
o Maximally loose packed position (mlpp) (rotatie knie)
▪ de kromtemiddelpunten van het kraakbeen liggen ver
van elkaar -> want krommingen zijn sterk verschillend
en passen niet goed in elkaar
▪ Geringe stabiliteit
o Elk gewricht 1 stand waar de gewrichtskrommingen maximaal
congruent zijn en de stabiliteit het grootst is (MCPP)
▪ Bv: knie = gestrekt
o Meerdere loos packed positions
▪ Alle andere posities die niet MCPP of MLPP zijn
o Elk gewricht 1 stand waar de gewrichtskrommingen minimaal congruent zijn en de stabiliteit het
kleinst is (MLPP)
▪ Bv: knie = gestrekt in 30°
o (1) Rolbeweging
▪ Onderbeen gefixeerd (X) en bovenbeen naar achteren kantelen
en rolt weg
• Convexe botstuk maakt een rotatie
▪ Kromtemiddelpunten gaan uit elkaar door rolbeweging (verlies van
stabiliteit)
▪ Aan de rand van je gewricht krijg je puntbelasting (alle druk op rand
van botstuk)
• Kraakbeen kan hier niet tegen
▪ Als je nog verder rolt
• Nog meer kapot maken
• Misschien afrollen: uit de kom
• Nog een geringere stabiliteit want kromtemiddelpunten meer uit elkaar
▪ => er moet iets gebeuren om dit terug goed te maken = translatiebeweging
, o (1) Translatiebeweging (schuifbeweging)
▪ Rol- en schuifbeweging zijn in tegenovergesteld richting
• Rolbeweging naar links/achter
• Schuifbeweging naar rechts/voor Translatie
▪ Bewegingen gebeuren elk aan andere kant van rotatie-as O
• Rol: erboven
• Schuif: eronder
o (2) Schommelbeweging
▪ Bovenbeen gefixeerd (X) en onderbeen laten schommelen
en rolt weg
• Concaaf botstuk beweegt
▪ Kromtemiddelpunten gaan uit elkaar door schommelbeweging
(verlies van stabiliteit)
▪ Aan de rand van je gewricht krijg je puntbelasting (alle druk op rand
van botstuk)
• Kraakbeen kan hier niet tegen
▪ => er moet iets gebeuren om dit terug goed te maken
= translatiebeweging
o (2) Translatiebeweging (schuifbeweging)
▪ Schommel- en translatiebeweging in dezelfde richting
▪ Ook zelfde kant van rotatiepunt
o Convex-concaaf regel
▪ Bij een beweging van convex tov concaaf zijn de rol- en schuifbeweging tegengesteld van
richting
▪ Bij een beweging van concaaf tov convex zijn de schommel- en schuifbeweging gelijk van
richting
o Convex en concaaf bewegen in realiteit gelijktijdig tov van elkaar
▪ Rol- en schommel tegelijk
▪ Artrokinematisch de translatiebeweging ook gelijktijdig
• Ligging van de as in het referentiestelsel definiëren
o We hebben 3 vlakken (frontaal, sagitaal, transversaal)
▪ Ligging assen definiëren in die vlakken
▪ Weinig gewrichten waar as mooi in 2 vlakken
• Vaak assen schuin in de ruimte
o Indien de as zuiver in 1 vlak ligt, zal de beweging zuiver in het vlak loodrecht op de as plaatsvinden
▪ Bv. Deur
• Ligt in frontale vlak
• Beweegt in sagitale vlak
o Indien de as schuin in de ruimte gepositioneerd staat, zal de beweging een driedimensionale
beweging zijn
▪ Bv. Hand, voet
• Een of meerdere assen
o Aard van het gewricht zegt iets over de mogelijkheden
van het gewricht en de aard van het gewricht kun je
niet veranderen
▪ Bv. Kogelgewricht veel meer bewegingsvrijheid
dan scharniergewricht (op 1 manier bewegen)
