A influência de duas mochilas sobre a cinemática da coluna de crianças

This study aimed to analyze the effect of backpack load carriage over the spine. The studies that have investigated load carriage using backpacks have analyzed the lower limb dynamics and have not focused on the spine. In addition, the strategies applied by children may differ from adults as the relative weight differs between adolescents and adults. Methods: Ten schoolboys (13.9 ± 0.6 years-old; 1.53 ± 0.05 m; 44.9 ± 3.3 kg) volunteered to participate after their parents sign an informed consent form. Participants walked in a treadmill during approximately 15 minutes carrying a specially built backpack with a load that corresponded to 0.10 and 20% BW. A number of landmarks were placed over the subjects back and allowed reconstruction of the spinal profiles in the sagittal and frontal planes. The relation between the segments formed between acromium markers and the posterior superior iliac crest markers was used as a spinal rotation index. The maximum, minimal, mean and range of motion of the thoracic and lumbar regions and the whole spine were analyzed. The gait cycle was applied to normalize the gait cycle. Results indicated differences between the two loads (10%BW and 20%BW). A number of changes in the spinal kinematics was found. In the saggital plane the range of movement was unaltered, although there was an increased in the flexion, which was interpreted as a compensatory strategy to counteract the effect of the load. These results are in line with the idea that the use of a backpack increases anterior leaning of the trunk, but are in disagreement with the notion that pronounced changes in the range of motion occur. Carrying a backpack did not produce a clear effect over the variables selected to identify thoracic and lumbar spine regions in the sagittal plane. Conclusion: Carrying a load that corresponded to 20%BW influences spinal kinematics in all planes of movements. These changes may impose an important change in posture and stress applied over the posterior aspect of the vertebral column. The slow walking speed used in the present study may have not induced large changes in the kinematics of the vertebral column as in other studies in which walking was performed in greater speeds. Thus, it is suggested that weight of the backpack is not the only factor that determines the movements of the vertebral column.Este estudo visou analisar o efeito do carregamento de cargas por meio de mochilas sobre a coluna. Os estudos que investigaram o carregamento de cargas utilizando mochilas têm analisado a dinâmica de membros inferiores e não tem focado a coluna vertebral. Em adição, as estratégias aplicadas por crianças podem diferir visto que as cargas relativas podem diferir entre adolescentes e adultos. Métodos: dez escolares (13,9 ± 0,6 anos; 1,53 ± 0,05 m; 44,9 ± 3,3 kg) foram voluntários para participar do estudo após seus pais consentirem e assinarem um formulário livre e esclarecido. Os participantes caminharam em uma esteira. Durante aproximadamente 15 minutos carregando uma mochila especialmente feita que correspondia a 0,10 e 20% do peso corporal. Um número de marcas corporais foi colocada nas costas dos sujeitos que permitiram a reconstrução dos perfis da coluna nos planos sagital e frontal. A relação entre os segmentos formados pelas marcas entre os acrômios e as cristas ilíacas foi usada como um índice de rotação da coluna. Os valores máximos, mínimos, médios e as amplitudes de movimento das regiões torácica e lombar e a coluna toda foram analisados. O ciclo da marcha foi normalizado pelo contato sucessivo de dois contatos do calcanhar com o solo. Resultados indicaram diferenças entre as cargas (10 e 20% PC). Um número de mudanças na cinemática da coluna foi encontrada. No plano sagital a amplitude de movimento permaneceu inalterada, todavia, houve um aumento na flexão a qual foi interpretada como uma estratégia compensatória em resposta ao efeito da carga. Os resultados estão em linha com a idéia que o uso de mochilas aumenta a inclinação anterior do tronco, mas em discordância com a noção que pronunciadas mudanças na amplitude de movimento ocorrem. O carregamento de cargas não produz um efeito claro sobre as variáveis selecionadas para identificar as alterações nas regiões lombar e torácica no plano sagital. Conclusão: o carregamento de cargas que correspondem a 20% PC influenciam a cinemática da coluna em todos os planos de movimento. Essas mudanças podem impor importantes mudanças sobre a postura e o estresse aplicado sobre os aspectos anteriores e posteriores da coluna vertebral. A baixa velocidade de deslocamento usada no presente estudo podem não ter induzido grandes mudanças na cinematica da coluna vertebral, como demonstrado em outros estudos que usaram maiores velocidades de deslocamento. Desta forma, sugere-se que o peso da mochila não é o único ator que determina os movimentos da coluna vertebral

Análise cinemática do perfil da coluna vertebral durante o transporte de mochila escolar

Orientador: André Luiz Félix RodackiCo-orientadora: Maria Lúcia Leite Ribeiro OkimotoDissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Mecânica. Defesa: Curitiba, 2004Inclui bibliografiaÁrea de concentraçao: Gestao de produçao e ergonomiaResumo: O objetivo desta pesquisa foi determinar alterações no padrão cinemático postural em escolares durante o transporte de mochila dorsal de alça bilateral de ombros. Foram recrutados 10 sujeitos (13,9 ±0,6 anos, 44,92 ±3,28 kg; 1,53 ±0,05 m) que deambularam em velocidade constante em esteira ergométrica sem carga e com carga de 10% e 20% do peso corporal. Um conjunto de marcas cutâneas forneceu dados que permitiram a reconstrução dos movimentos da coluna vertebral em três dimensões e serviram para calcular um número de variáveis. Os dados obtidos na condição de marcha sem carga serviram como referência para que as outras duas condições de transporte (10% e 20%) fossem comparadas. Os resultados mostraram inclinação anterior do dorso durante todo o ciclo da marcha, independente do peso da carga transportada. Cargas de 20% do peso corporal causaram aumentos mais pronunciados sobre a inclinação anterior do tronco em comparação ao transporte de 10% do peso corporal. Tais mudanças foram atribuídas a uma estratégia para compensar a mudança do centro de gravidade do sistema causado pela mochila. O ângulo entre os ombros e os quadris evidenciou uma maior rotação da coluna vertebral no plano horizontal durante o transporte de carga de 20% do peso corporal. Esses achados podem estar associados às alterações dos parâmetros dinâmicos da marcha para manter a velocidade de deslocamento constante e para facilitar a fase de balanço durante o transporte de cargas mais pesadas, aumentando a eficiência mecânica da marcha. Os resultados indicam a existência de ajustes adicionais na condição de transporte de 20% em relação à condição de transporte de cargas de 10% do peso corporal. Desta forma, o transporte de carga equivalente a 20% do peso corporal produz maior alteração sobre o padrão cinemático da coluna vertebral em comparação a cargas de 10% do peso corporal. Portanto, o transporte de carga de 20% do peso corporal pode induzir a esforços musculares excessivos, fadiga e aumentar a suscetibilidade de lesão do aparelho locomotor. Recomenda-se que o limite de carga a ser transportada por escolares por meio de mochila dorsal seja inferior a 20% do peso corporal. Sugere-se que o peso de mochila escolar não deve exceder a 10% do peso corporal, uma vez que não foram observadas alterações acentuadas sobre a coluna vertebral, os quais se assemelham aos padrões da marcha sem carga. Palavras-chave: Carga; Mochila Escolar; Marcha; Postura; Cinemática.Abstract: The aim of this study was to determine alterations in the postural kinematic pattern in scholars during the transport of a dorsal backpack. Ten subjects (13,9 ±0,6 years, 44,92 ±3,28 kg; 1,53 ±0,05 m) were recruited and walked in a treadmill with constant speed without load and carrying loads (10% and 20% of their body weight). A set of skin markers provided data that allowed a three-dimensional the spinal movements reconstruction, from where a number of variables were calculated. The data obtained in the gait condition without load were used as a reference to compare the other two experimental conditions (10% and 20% body weight). The results showed anterior inclination of the torso in ali phases of the gait, independent of the weight of the backpack. Loads of 20% of body weight caused the most pronounced increases on anterior leaning of the trunk in comparison to the 10% body weight condition. Such alterations were attributed to compensatory strategy in response to changes in the system center of mass, caused by the backpack. The angle between shoulders and hips evidenced a larger rotation of the spine in the horizontal plane during the transport of loads of 20% body weight. This alteration may be related to changes in gait dynamic parameters in order to keep the displacement speed constant and to facilitate the swing phase during the transport of heavy loads that increase gait mechanical efficiency. The data indicate the existence of additional adjusts in the condition of 20% body weight in relation to the condition of 10% body weight. Therefore, the transport of loads of 20% body weight may result in greater changes over the gait cinematic pattern of the vertebral column in comparison to that observed during the transport of loads of 10% body weight. Hence, the use of loads correspondent to 20% body weight may induce excessive muscle strain, fatigue and increase susceptibility to injury of the locomotor's apparatus. It is recommended that the load limit to be transported by scholars to be inferior to 20% of their body weight. It is suggested the weight of the transported load to not exceed 10% body weight, since no marked changes over the spine were observed, which were similar to that observed inn the unloaded condition. Key-words: Load; School Backpack; Gait; Posture; Kinematics

Núcleos de Ensino da Unesp: artigos 2008

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq