H1 Inleiding tot de biomechanica
1 Biomechanica: definiëring & domeinbepaling
Biomechanica
Bewegingsleer
Analyse v/d vorm & functie van het bewegingsapparaat (Newtoniaanse mechanica)
Kinesiologie = studie v/d beweging, biomechanica + LO, inspanningsfysiologie, motorisch
leren, pedagogie & sportpsychologie
2 Biomechanica binnen de opleiding REVAKI Statica
= geen versnellingen
Kinematica Kinetica
(foto’s van
verschillende
= de = de kracht &
houdingen van
bewegingsbeschrijving momentwerking in het
bewegingen)
menselijk lichaam, onze
directe oorzaken van
Dynamica
3 De neuromechanische visie op beweging = versnellingen (te
complex om zelf te
= hoe we inzicht kunnen krijgen in bewegen, en wat de beperkingen ervan zijn
berekenen)
proberen begrijpen hoe spieren & zintuigen samenwerken om gecoördineerde bewegingen te
produceren
3 verschillende niveaus die een rol spelen bij het tot stand komen van een beweging:
1. Neurale controle
= alle processen i/h CZS die bijdragen aan de controle v/e beweging
2. Mechanische controle
= musculoskeletaal systeem: beweging = resultaat van evenwicht tussen gegenereerde
spierkrachten – andere interne (wrijving, contactkracht, trekkracht) & externe
(zwaartekracht, contactkracht, grondreactiekracht) krachten
mechanische eigenschappen (massa, inertie, fysiologische eigenschappen spier) =
mede bepalend voor bewegingsresultaat
3. Collectieve output
= het uiteindelijke bewegingsresultaat, resultaat alle bovenliggende controle processen
,H2 Meetsystemen
1 Meten van beweging
Directe meettechnieken = meten zonder dat er verdere verwerking nodig is, 1 van de
kinematische grootheden (hoekpositie – versnelling)
Goniometer: mechanisch & elektronisch
= elektronische potentiometer die wordt vastgemaakt a/h lichaam om hoekuitwijkingen
te meten
geregistreerde hoekuitwijkingen = relatieve hoekuitwijkingen ene segment tov andere
(≠ absolute hoekpositie v/e gewricht)
Voordelen (+) Nadelen (-)
- Ingesloten gewrichtshoek - Weergeven hoek ≠ absolute
- Relatief goedkoop positie
- Signaal = onmiddellijk bruikbaar - Tijd & precisiewerk
- Onafhankelijk van vlak waarin - Geassocieerde bewegingen
gemeten wordt vet/spieren kan positie goniometer
tov gewricht wijzigen
Accelerometer: elektronisch
= toestellen die de versnelling v/e segment meten
= piëzo-elektrisch = omw van
traagheid zorgt versnelling voor
vervorming piëzo-elektrische
materiaal – kristallen van dit
materiaal zullen bij
druk/vervorming een
spanningsverschil opwekken
, Voordelen (+) Nadelen (-)
- Ogenblikkelijke versnelling - Gemeten versnelling afhankelijk
- Relatief goedkoop van positionering segment
- Meten in realtime - Schokgevoelig – makkelijk stuk
- Signaal = onmiddellijk bruikbaar - Grote impact meetruis
Toepassing:
Activiteitstrackers = systemen die je informatie geven over je hartslag, fysieke
activiteit, stappen, slaap, gezondheid, …
Vb. Fitbit, Apple watch, Polar, Garmin, …
Valide & betrouwbaar?
= vrij accuraat bij inschatten stappenteller – minder accuraat bij inschatten
fysieke activiteit & slaapkwaliteit (overschatting)
Beeldvormingstechnieken = de positie van 1 of meerdere markeerpunten op het lichaam
registeren gedurende langere periode meerdere beelden nemen op
regelmatige tijdstippen
Optometrische systemen
- 2D video
= vroeger: allemaal camera’s achter elkaar zetten – nu: videobeelden,
gewrichtshoek/segment aanduiden waarin je geïnteresseerd bent (enkel bij
eenvoudige bewegingen)
- Beeldvormingssystemen
= verschillende camerabeelden vanuit verschillende perspectieven samenzetten
- Optometrische bewegingsregistratie
1. Van beeld naar markeercoördinaten
meetfouten: ruis & artefacten (onderliggend zacht weefsel) eruit halen
via digitale filtering/smoothing
Ruis = elektrische storingen, beperkingen in resolutie, digitalisatie fouten, …
Vb. soft tissue artefacten (zacht weefsel geeft bewegingen wanneer spieren
aanspannen)
2. Van markeercoördinaten naar vrijheidsgraden
= hoeken van een gewricht weergeven interpreteren als beweging rondom
een bepaalde as (3 verschillende hoeken)
Vb. Gait analysis (ganganalyse)
Voordelen (+) Nadelen (-)
- Absolute & relatieve bewegingen - Zeer dure systemen
(segmenten tov elkaar) - Kennis & ervaring vereist (palpatie
- Ongelimiteerd aantal markers bij software, kalibratie)
passieve systemen - Tijdrovende dataverwerking
- Relatief korte voorbereidingstijd - Niet draagbaar/niet buiten lab
- Beeld per beeld herbekijken kan meten
- Actieve systemen = met draad
- High speed = manueel plaatsen
markers
Andere beeldvormingstechnieken:
1 Biomechanica: definiëring & domeinbepaling
Biomechanica
Bewegingsleer
Analyse v/d vorm & functie van het bewegingsapparaat (Newtoniaanse mechanica)
Kinesiologie = studie v/d beweging, biomechanica + LO, inspanningsfysiologie, motorisch
leren, pedagogie & sportpsychologie
2 Biomechanica binnen de opleiding REVAKI Statica
= geen versnellingen
Kinematica Kinetica
(foto’s van
verschillende
= de = de kracht &
houdingen van
bewegingsbeschrijving momentwerking in het
bewegingen)
menselijk lichaam, onze
directe oorzaken van
Dynamica
3 De neuromechanische visie op beweging = versnellingen (te
complex om zelf te
= hoe we inzicht kunnen krijgen in bewegen, en wat de beperkingen ervan zijn
berekenen)
proberen begrijpen hoe spieren & zintuigen samenwerken om gecoördineerde bewegingen te
produceren
3 verschillende niveaus die een rol spelen bij het tot stand komen van een beweging:
1. Neurale controle
= alle processen i/h CZS die bijdragen aan de controle v/e beweging
2. Mechanische controle
= musculoskeletaal systeem: beweging = resultaat van evenwicht tussen gegenereerde
spierkrachten – andere interne (wrijving, contactkracht, trekkracht) & externe
(zwaartekracht, contactkracht, grondreactiekracht) krachten
mechanische eigenschappen (massa, inertie, fysiologische eigenschappen spier) =
mede bepalend voor bewegingsresultaat
3. Collectieve output
= het uiteindelijke bewegingsresultaat, resultaat alle bovenliggende controle processen
,H2 Meetsystemen
1 Meten van beweging
Directe meettechnieken = meten zonder dat er verdere verwerking nodig is, 1 van de
kinematische grootheden (hoekpositie – versnelling)
Goniometer: mechanisch & elektronisch
= elektronische potentiometer die wordt vastgemaakt a/h lichaam om hoekuitwijkingen
te meten
geregistreerde hoekuitwijkingen = relatieve hoekuitwijkingen ene segment tov andere
(≠ absolute hoekpositie v/e gewricht)
Voordelen (+) Nadelen (-)
- Ingesloten gewrichtshoek - Weergeven hoek ≠ absolute
- Relatief goedkoop positie
- Signaal = onmiddellijk bruikbaar - Tijd & precisiewerk
- Onafhankelijk van vlak waarin - Geassocieerde bewegingen
gemeten wordt vet/spieren kan positie goniometer
tov gewricht wijzigen
Accelerometer: elektronisch
= toestellen die de versnelling v/e segment meten
= piëzo-elektrisch = omw van
traagheid zorgt versnelling voor
vervorming piëzo-elektrische
materiaal – kristallen van dit
materiaal zullen bij
druk/vervorming een
spanningsverschil opwekken
, Voordelen (+) Nadelen (-)
- Ogenblikkelijke versnelling - Gemeten versnelling afhankelijk
- Relatief goedkoop van positionering segment
- Meten in realtime - Schokgevoelig – makkelijk stuk
- Signaal = onmiddellijk bruikbaar - Grote impact meetruis
Toepassing:
Activiteitstrackers = systemen die je informatie geven over je hartslag, fysieke
activiteit, stappen, slaap, gezondheid, …
Vb. Fitbit, Apple watch, Polar, Garmin, …
Valide & betrouwbaar?
= vrij accuraat bij inschatten stappenteller – minder accuraat bij inschatten
fysieke activiteit & slaapkwaliteit (overschatting)
Beeldvormingstechnieken = de positie van 1 of meerdere markeerpunten op het lichaam
registeren gedurende langere periode meerdere beelden nemen op
regelmatige tijdstippen
Optometrische systemen
- 2D video
= vroeger: allemaal camera’s achter elkaar zetten – nu: videobeelden,
gewrichtshoek/segment aanduiden waarin je geïnteresseerd bent (enkel bij
eenvoudige bewegingen)
- Beeldvormingssystemen
= verschillende camerabeelden vanuit verschillende perspectieven samenzetten
- Optometrische bewegingsregistratie
1. Van beeld naar markeercoördinaten
meetfouten: ruis & artefacten (onderliggend zacht weefsel) eruit halen
via digitale filtering/smoothing
Ruis = elektrische storingen, beperkingen in resolutie, digitalisatie fouten, …
Vb. soft tissue artefacten (zacht weefsel geeft bewegingen wanneer spieren
aanspannen)
2. Van markeercoördinaten naar vrijheidsgraden
= hoeken van een gewricht weergeven interpreteren als beweging rondom
een bepaalde as (3 verschillende hoeken)
Vb. Gait analysis (ganganalyse)
Voordelen (+) Nadelen (-)
- Absolute & relatieve bewegingen - Zeer dure systemen
(segmenten tov elkaar) - Kennis & ervaring vereist (palpatie
- Ongelimiteerd aantal markers bij software, kalibratie)
passieve systemen - Tijdrovende dataverwerking
- Relatief korte voorbereidingstijd - Niet draagbaar/niet buiten lab
- Beeld per beeld herbekijken kan meten
- Actieve systemen = met draad
- High speed = manueel plaatsen
markers
Andere beeldvormingstechnieken:
