Laurea magistrale in Scienze motorie preventive ed adattate

Biomechanics of human movement

Codice insegnamento
4S006278
Docente
Matteo Bertucco
Coordinatore
Matteo Bertucco
crediti
6
Settore disciplinare
M-EDF/01 - METODI E DIDATTICHE DELLE ATTIVITÀ MOTORIE
Lingua di erogazione
Inglese
Sede
VERONA
Periodo
MOTORIE 1° semestre dal 1-ott-2019 al 24-gen-2020.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

La biomeccanica è l’applicazione dei principi di meccanica e anatomia al movimento umano. Concerne un approccio interdisciplinare in cui vengono integrate le conoscenze anatomiche, fisiologiche, fisiche (meccanica) ed ingegneristiche. La biomeccanica analizza il movimento umano da un punto di vista cinematico e cinetico ai fini di descrivere i movimenti multi-articolari quantitativamente e qualitativamente. Tale descrizione “esterna” viene usata per misurare la meccanica interna muscolare e i carichi agenti sulle articolazioni. Lo scopo del corso è quello di introdurre lo studente ai concetti di meccanica e anatomia applicati al movimento. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di comprendere i principi meccanici ed anatomici che governano il movimento, e mettere in relazione le strutture e funzioni muscolo-scheletriche con il movimento da una prospettiva meccanica e quantitativa, con particolare attenzione ai soggetti affetti da patologie neuromuscolari e la popolazione anziana. A completamento del corso lo studente sarà in grado di: 1) descrivere il movimento con terminologia corretta da un punto di vista meccanico e biomeccanico; 2) capire e quantificare le caratteristiche del movimento lineare ed angolare; 3) capire e quantificare le cause e gli effetti delle forze e della cinetica angolare sul movimento umano; 4) conoscere la meccanica del sistema muscolo-scheletrico durante il movimento umano applicata alla popolazione anziana ed a soggetti con deficit neuromotori; 5) interpretare e analizzare i parametri cinematici, cinetici e l’intervento muscolare del cammino nei soggetti sani, anziani e con patologie neuromuscolari; 6) valutare le caratteristiche biomeccaniche di comuni compiti motori in condizioni normali e patologiche.

Programma

Lezioni frontali:
• Breve rilettura delle basi di matematica e fisica: funzioni trigonometriche, forza, algebra vettoriale, momento di una forza.
• Antropometria: densità, massa dei segmenti, centro di massa, momento di inerzia, raggio di girazione, uso delle tabelle antropometriche.
• Cinematica lineare e angolare: velocità e accelerazione lineare, concetto di derivata nei dati cinematici, angoli articolari, velocità angolare nelle articolazioni, accelerazione angolare nelle articolazioni.
• Cinetica lineare e angolare: leggi di Newton, “Link segment model”, tipi di forza, forze articolari, momento articolare.
• Statica ed Equilibrio: condizioni di equilibrio, leve articolari, applicazioni della statica alla biomeccanica, forze articolari e muscolari in condizioni di statica.
• Postura: biomeccanica della stazione eretta, meccanica articolare nella stazione eretta, condizioni di equilibrio durante la stazione eretta, aggiustamenti posturali anticipatori e compensatori, postura anormale: patologie e deficit posturali.
• Attrito: fisica dell’attrito, biomeccanica dell’attrito nel movimento umano, scivolate.
• Dinamica Inversa
• Impulso e quantità di moto: impulso lineare e angolare, quantità di moto lineare e angolare, applicazioni nel movimento umano.
• Lavoro - Energia - Potenza: Definizione, lavoro-energia-potenza nel moto rettilineo, lavoro-energia-potenza nel moto angolare.
• Meccanica muscolare: proprietà meccaniche del sistema muscolare, adattamenti neuromeccanici conseguenti a patologie neuromuscolari.
• Meccanica articolare: caratteristiche biomeccaniche delle principali articolazioni durante il movimento umano con aspetti in ambito clinico.
• Cammino: parametri spazio-temporali, cinematica, cinetica ed intervento muscolare nel cammino normale e patologico.
• Puntamento e azioni di raggiungimento: biomeccanica del puntamento e delle azioni di raggiungimento con l’arto superiore, condizioni patologiche e di deficit.
• Valutazione clinica di comuni compiti motori: inizio e terminazione del passo, salita e discesa degli scalini, azioni del sedersi ed alzarsi.

Laboratorio:
• Esercitazioni funzioni trigonometriche, algebra vettoriale e momento di una forza.
• Antropometria
• Cinematica lineare e angolare.
• Esercitazioni cinetica lineare e angolare.
• Postura ed equilibrio.
• Aggiustamenti posturali anticipatori e compensatori.
• Sollevamento oggetti: calcolo momenti articolari, forze muscolari e EMG.
• Analisi del cammino normale e patologico: cinematica, cinetica a forze al suolo.
• Esercitazioni dinamica inversa.
• Analisi a valutazione clinica di comuni compiti motori.
• Valutazione qualitativa di diversi tipi di cammino patologico.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Federico Schena Articoli scientifici indicati dal docente / Suggested scientific articles related to the lecture's topic 2019
David A. Winter Biomechanics and motor control of human movement Wiley  
Jim Richards Biomechanics in Clinic and Research Churchill Livingstone  
Perry et al Gait analysis: normal and pathological function Thorofare (New Jersey): Slack  
Legnani, Palmieri, Fassi Introduzione alla biomeccanica dello sport CittàStudi Edizioni 2018
Neumann Kinesiology of the musculoskeletal system: foundations for rehabilitation 2016
Federico Schena Materiale didattico fornito dal docente / Material provided by the teacher 2019
Roger Enoka Neuromechanics of Human Movement Human Kinetics; 5 edizione 2015

Modalità d'esame

Esame Finale (EF) 85%
Progetto di laboratorio (PL) 10%
Progetto di dinamica inversa (DI) 5%
Totale 100%

L’esame finale sarà formato da una prova scritta e orale.
Prova scritta:
• La prova scritta sarà tesa ad accertare la capacità di applicare gli schemi logici e matematici degli argomenti in programma.
• La prova scritta sarà composta da 30 domande a scelta multipla.
• Ciascuna domanda avrà un punteggio da 1 a 3 per un totale di 45 punti. Risposte non corrette o non data avranno punteggio 0.
• Il punteggio finale della prova scritta risulterà dividendo per 1.5 il punteggio (45/30).
Prova orale:
• Per l’ammissione alla prova orale è necessario un punteggio minimo di 18/30.
• L’accesso alla prova orale non implica automaticamente il superamento dell’esame finale
• La prova orale unica consisterà in un colloquio teso a verificare:
- la profondità e l’ampiezza delle conoscenze maturate;

- la proprietà di linguaggio;

- l’abilità di tradurre in forma pratica le conoscenze teoriche acquisite;
• Lo studente è libero di sostenere la prova orale in italiano o inglese.
• Qualora la prova orale venga sostenuta in lingua inglese verrà assegnato un bonus di 2 punti

Il progetto di laboratorio consisterà in un report dei dati raccolti durante i laboratori. Gli studenti lavoreranno in gruppi di 5-6 persone. Le informazioni e le modalità operative del progetto verranno illustrate durante la prima lezione di laboratorio. Il progetto verrà valutato in 30/30.
Il progetto di dinamica inversa sarà spiegato ed assegnato agli studenti dopo la lezione ed il laboratorio riguardante appunto la Dinamica Inversa. La valutazione verrà fatta durante l’esame orale con un punteggio da 0 a 5 e poi convertito in 30/30; 0=insufficiente, 1=18/30, 2=21/30, 3=24/30, 4=27/30, 5=30/30.

Il voto finale del corso verrà assegnato come segue:
(EFx85 + PLx10 + DIx5) / (85+10+5) + Bonus inglese prova orale
N.B. Per superare il corso è comunque necessario un punteggio minimo di 18/30 in ciascuna delle 3 prove EF, PL, DI.

Codice etico:
Data la natura professionalizzante del programma del corso, comportamenti disonesti o non etici non saranno tollerati. Casi evidenti di disonestà academica da parte degli studenti durante l’esame finale e/o per i progetti assegnati avranno come conseguenza l’assegnazione di un punteggio pari a 0/30.





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