basal bevægelseslære
	Biomekanik og antropometri
	- af Lars Henrik Larsen
	Dette afsnit indeholder emnerne biomekanik og antropometri - se også 'mekaniske forudsætninger for bevægelse' her

Links 1. introduktion 2. bevægelsesanalyse 3.Biomekanik 4. Bevægelsesvidenskab 5. Motorisk adfærd 6.Postural kontrol 7. Øvelsesterapi 8. Motorisk læring - forsiden -	Leonardo DaVinci´s skitse	Biomekanik og antropometri Biomekanik er igen et traditionelt besværligt område - men i praksis anvender fysioterapeuter biomekanik på et basalt niveau som ikke er så svært at forstå - desuden håber vi med dette afsnit at hjælpe til en større forståelse af den teoretiske biomekanik. Biomekanik dækker over anvendelse af mekaniske love på levende væsener (i dette tilfælde selvfølgelig mennesker). Biomekanik er et multidisciplinært fagområde, der baseres på en kombination af viden indenfor biologiske materialeegenskaber af væv (knogler, led og muskler) samt Newtons love inden for den mekaniske fysik.De basale forudsætninger indenfor biomekanik er derfor en forståelse af matematiske og fysiske love på et basalt niveau - og den forståelse har de fleste af os til en vis grad i praksis. For at fordybe sig i biomekanikken kræves endvidere en teoretisk fordybelse, som vi vil skabe rammerne for i nedenstående eksempler og tips.
	Biomekanik i praksis Biomekanik i praksis er logik for lægmand - i hvert fald hvis du er doven... eller hvis du har kropsbevidsthed nok til at kunne erfare - og ikke mindst lære af dine erfaringer. Eksempel - simpel anvendt biomekanik Du skal instruere en anden i hvordan de skal løfte en tung byrde og vi fokuserer på albueleddet - de simple yderpunkter er give 2 muligheder: skal de løfte byrden med extenderet arm eller med flekteret arm? Svaret er logisk - med flekteret albue, men hvorfor? Det simple svar er fordi: fordi musklerne skal arbejde mere med extenderet albue - men også her kan svares med modspørgsmålet - hvorfor? Det næste svar er ikke helt så simpelt, men prøv at se på på figuren til højre. Her benyttes en grundlæggende funktion i biomekanikken - forsimpling af en situation til et statisk billede med færrest mulige komponenter. Disse komponenter er et led (dvs. minimum 2 knogler) med et omdrejningspunkt (hængsel-led) og kræfter der påvirker en af knoglerne i de 2 retninger et hængsel-led kan bevæges. Med et kritisk blik på kompleksiteten i menneskets bevægelse kan man med rette påstå at denne forsimpling ikke er lig med det der sker i praksis - og svaret er: nej; men det er den bedst mulige måde at anskueliggøre en "alt andet lige" situiation hvor vi godt ved at det er for komplekst at kunne inddrage vores anatomiske og fysiologiske viden om muskelsynergier, friktionskrafter, vævsegenskaber osv. .		Figur - grundkomponenterne i statisk biomekanik. 2 knogler mødes i et led der påvirkes af tyngden der i dette tilfælde virker extenderende og modarbejdes af m. biceps brachii, der i dette tilfælde virker flekterende på underarmen hvis overarmen holdes i samme stilling. Omdrejningspunktet er centeret af albueleddet, som fastslås bedst muligt ud fra den anatomiske viden
Copyright © Lars Henrik Larsen 2008	Ved hjælp af biomekanikken kan man derfor analysere, hvorledes bevægeapparatet belastes af forskellige former for ydre arbejde. Men også de indre kræfter, som præsteres af musklerne, kan inddrages i beregningerne. Et andet eksempel er løft af en tung byrde og første fokusområde er lændens muskler - er det bedst at løfte med armene strakt frem foran sig eller med byrden tættere på? Igen er svaret logisk - ligesom det næste spørgsmål der lyder hvordan påvirkes diskus mindst muligt ved løft, hvor svaret igen er - hold byrden tæt ind til kroppen. Men når vi skal til at anskueliggøre dette i et mere komplekst perspektiv bliver det lidt sværere og vi skal endda også inddrage flexionen i ryggen som en komponent - dette eksempel vender vi tilbage til senere, men analyser lige disse eksempler inden vi bevæger os videre til at få styr på den basale teori først.

Teoretisk biomekanik
Den simpleste biomekaniske beregning er en statisk 2-dimensionel beregning mht ét led, og hvor kun tyngdekraften påvirker kroppen. Lad os starte med at se på de kræfter der på spil når albuen holdes i en 90° flekteret stilling.Metodikken i at lave basale biomekaniske beregninger er:

tegn en skitse over situationen med de nødvendige komponenter
indtegn de kræfter der påvirker situationen - i dette tilfælde forsimplet til biceps og tyngdekraten
lav en ligning der viser den matematiske balance mellem drejningsmomenterne

Her introduceres begrebet drejningsmoment der betyder 'evnen til rotation omkring et fastlagt omdrejningspunkt'. Dvs M=d x F -altså: drejningsmomentet M er lig med summen af den afstand der er fra omdrejningspunktet til der hvor kraften påvirker x den kraft der påvirkes med. Et eksempel på dette er en svensknøgle, der selvfølgelig er et godt værktøj pga. evnen til at holde solidt greb om møtrikker, men hvis der ikke var et langt håndtag på, var drejningsmomentet for lille og der skulle bruges meget stor kraft for at stramme/løsne møtrikken.

Lad os regne videre på eksemplet til højre. For nemheds skyld antages her, at det alene er m. biceps brachii musklen, der er aktiv. Den nødvendige muskelkraft kan beregnes, når muskelkraftens momentarm kendes. Anatomiske dissektioner har vist, at biceps brachii musklen hæfter på underarmen i en afstand af ca 0,05 m fra albueleddets omdrejningsakse (dbiceps). Vi antager desuden at tyngdens træk på underarmen svarer til 20 N (newton, vist som Ftyngde) og at denne kræft påvirker underarmen 0,10 m fra omdrejningspunktet.

Hvis det indre og det ydre drejningsmoment skal være lig hinanden, gælder således at:
         Fbiceps x dbiceps = Ftyngde x dtýngde               <=>
         Fbiceps x 0,05 m = 20N x 0,10 m                   <=>
         Fbiceps = 20N x 0,10 m/0,05 m =   40N   .

Det vil sige at m. biceps brachii i situationen til højre trækker med en kraft på 40 N for at vedligeholde stillingen. Hvis biceps trak mere ville armen flektere, hvis den trak mindre ville den extendere. Ud fra eksemplet så vi også (en selvfølge rent matematisk) at en fordobling af d giver en dobbelt fordel til at udvikle kraft.

Figur. Illustration af statisk situation m. biceps brachii

Når en situation er statisk er summen af de påvirkende kræfter = 0.
Og når kræfterne påvirker et omdrejningspunkt, betyder det at
summen af drejningsmomenter = 0. I dette tilfælde vil det sige at det
flekterende moment er lige så stort som det extenderende:

Fbiceps x dbiceps = Ftyngde x dtýngde

I illustrationen til højre er angivet tyngdepunkter for forskellige kropssegmenter og igen er det vigtigt at anskue biomekanik i denne form som et pædagogisk eller illustrativt redskab, da disse punkters reelle placering selvfølgelig ikke blot kan angives ved hjælp af en lineal og anatomisk viden!

Antropometri
Et andet område hvor vi i høj grad 'antager' er ved angivelsen af tyngde for forskellige segmenter. Kendskab til de enkelte legemsdeles vægt og dimensioner er en
forudsætning for at foretage biomekaniske beregninger og i denne sammenhæng anvender vi antropometriske mål - størrelser som man relativt nemt kan angive er vægt, højder og længder etc., men en vis standardisering er vigtig.

Ved biomekaniske analyser deles legemet op i legemsdele eller segmenter, og
problemet er at bestemme segmentgrænserne. Et segment er den masse, der ligger mellem to rotationspunkter eller akser, og disse ligger som regel ikke mellem ledfladerne på de tilstødende knogler; ydermere flyttes de lidt for visse led i løbet af en bevægelse. Segmentlængder er således ikke lig knoglelængder, og de præcise
skæringsflader mellem segmenter er vanskelige at bestemme. Ved hjælp af anatomiske dissektioner samt røntgenundersøgelser og forskellige former for scanning har man kortlagt placeringen af rotationsakser i forhold til bestemte palpable anatomiske punkter,som i skematisk form er præsenteret i nedenstående tabeller.

Disse data er statistiske gennemsnitsdata og altså ikke sande værdier
for det enkelte individ. Men fejlen ved at anvende disse data
frem for direkte mål er beregnet til at være mindre end 5% for
såvel legemsdelenes længde som vægt.

Figur. Illustration af tyngdepunkter for forskellige segmenter

Fakta - fra The American Academy of Kinesiology & physical education http://www.aakpe.org/ShowArticle.cfm?id=10

Kinesiology: The Field of Study
Kinesiology refers to the study of movement. In American higher education, the term is used to describe a multifaceted field of study in which movement or physical activity is the intellectual focus. Physical activity includes exercise for improvement of health and physical fitness, activities of daily living, work, sport, dance, and play, and involves special population groups such as, children and the elderly; persons with disability, injury or disease; and athletes. Kinesiology is a common name for college and university academic departments that include many specialized areas of study in which the causes and consequences of physical activity are examined from different perspectives. The specialized areas of study apply knowledge, methods of inquiry, and principles from traditional areas of study in the arts, humanities and sciences. These areas include exercise and sport biomechanics, history, philosophy, physiology, biochemistry and molecular/cellular physiology, psychology, and sociology; motor behavior; measurement; physical fitness; and sports medicine. An interdisciplinary approach involving several of these areas is often used in addressing problems of importance to society. The study of kinesiology can lead to a variety of careers involving teaching, research, coaching and delivery of services related to physical activity and fitness, health promotion, rehabilitation and sports medicine. Positions are found in a variety of settings including schools, colleges and universities, public and private agencies, clinical environments, government, business and the military.

Referencer

Marselisborgcenteret (2005) ICF – den danske vejledning og eksempler fra praksis. Marselisborgcenteret og Sundhedsstyrelsen. Kan downloades gratis på dette link: http://www.marselisborgcentret.dk/fileadmin/filer/PDF-filer/ICFvejledning.pdf

Shumway-Cook, A. m.fl. (2006) Motor Control - Theory and practical applications. Baltimore: Williams & Wilkins

Simonsen E. og Hansen, L. K. (2007) Lærebog i biomekanik. København: Munksgaard

Trew, M. et al (2005) Human Movement. 5. udg. Edinburgh: Churchill Livingstone

Bojsen-Møller, F.( 2001) Bevægeapparatets Anatomi. 12 udg. København: Munksgaard

Gjersett, A. m.fl.(2002) Idrættens Træningslære. 2. udg. København: GAD

Hvor svært kan det være? Hvad er forskellen på de 2 situationer?		Lav en skitse for at illustrere aflastningsmulighederne i at indstille arbejdshøjden....
	Sidder du sådan lige nu?		Variation er et af nøgleordene i at arbejde med belastning - hvordan formidler man det budskab?
Ståborde kan være kanon-løsninger, men de skal vel også lægge op til variation? Hvorfor er et ståbord nogle gange den rigtige løsning?		Hvordan vil du hjælpe hvis en af dine venner der arbejder på kontor bad om hjælp til hvordan han bedst kan sidde på sin stol en hel dag?
Vi håber igennem disse eksempler at have vist at biomekanik kan være ret simpelt i et ergonomisk perspektiv. Det kan selvfølgelig også være et meget komplekst analysearbejde der skal føre til en vurdering - og her kommer også den teoretiske biomekanik ind i billedet.