Biomehanika

• U najjednostavnijem određenju, ljudski pokret predstavlja pomeranjeili pomicanje pojedinih delova tela (segmenata) ili kompletnog tela uprostoru. Međutim, ni jedan pokret ne može nastati, kao što ni jednokretanje ne može biti uspostavljeno, niti narušeno mirovanje bezdejstva sile.

• Analiza uslova kretanja živih tela daleko je složenija od analizekretanja nežive prirode. Ta složenost i specifičnost kretanja živihtela, kod kojih se mora voditi računa o mehaničkim osobinamakretnog aspekta i o biološkim uslovima organizma nametnula je novipravac istraživanja i uslovila formiranje nove naučne discipline kojaje našla svoj izraz pod pojmom biomehanika.

• Prema tome, biomehanika se može definisati kao nauka okretanju živog tela i o kretanju čiji je uzrok živo telo.

• To je specifična naučna disciplina, praktičnog karaktera, koja sekoristi fizičkim opažanjima u istraživanju uticaja unutrašnjih ispoljašnjih sila na čovekovo telo, za vreme kretanja i mirovanja(relativnog).

• Dakle, biomehanika proučava stanje kretanja i promene stanjakretanja živog tela u odnosu na uzroke (sile) i u odnosu nauslove spoljašnje sredine.

Razvoj biomehanike kao nauke• Biomehanika je prešla izuzetno dug vlastiti razvojni put dok konačno nije

postala samostalna naučna disciplina. • Prvi podaci počinju od Galena (131 ‐ 201), poznatog gladijatorskog lekara, koji

je utvrdio da  se impulsi, koji potiču iz mozga, živcima prenose na mišiće, kojise zbog toga skraćuju (grče),  što prouzrokuje kretanje.

U srednjem veku dolazi do zastoja u razvojuanatomije i drugih nauka, zbog poznatog odnosacrkve prema prirodnim naukama.

Leonardo da Vinči (1452 ‐ 1519), veliki naučnik iumetnik, potajno se  interesovao za čovečiji aparatza kretanje i mogućnosti da i čovek može da  poleti. Njegovu studiju o anatomiji čoveka ovekovečili subrojni crteži ostali do  danas a posebno onaj nakojem je prikazan veliki grudni mišić koji bi trebao da pokreće veštački konstruisana krila.

• Boreli (1679), italijanski lekar i matematičar objavio je prvo pisanodelo sa biomehaničkim sadržajem pod nazivom „De MotuAnimalum“ (o kretanju životinja). On po prvi put teži da odreditežište čovečijeg tela primenom zakona o ravnoteži na poluzi.

• U drugoj polovini 19.veka francuski lekari Marey i Demeni, uvodenove metode u istraživanju kretanja istražujući tehniku brzog maršana kolonijalnim trupama.

• Pronalazak fotografije, pravi prekretnicu u biomehaničkomistraživanju kretanja.

• Marey (1882), konstruisao je filmsku kameru ciljem da otkrije tajnuletenja.

• Demeni, Mareyev učenik je pronašao novu metodu istraživanja,hronofotografski metod, koja je imala mnogostruku primenu.

Dvadesetih godina 19.veka nemački naučniciW. Braune i O. Fischer, usavršili su metodhronofotografije. Uspeli su da odrede težištetela i težinu pojedinih delova tela. Objavili surad pod nazivom: “Der Gang Des Menschen.“(čovečiji hod).

• U periodu pre 1.sv.rata više anatoma je objavilo radove, koji sudoprineli razvoju funkcionalne anatomije, (H.Straser,1908,udžbenik o mehanici mišića i zglobova; R.Fick,1910, udžbenik oanatomiji i mehanici mišića i zglobova; H.Braus, delo anatomijačoveka).

• U periodu između dva svetska rata u bivšem SSSR, biomehanikadoživljava snažan zamah u svom razvoju. Objavljeni su značajniradovi u tom periodu, kao što su: M. F. Ivanjicki, (1938)

• „Kretanje čovečijeg tela.“ A. Kokotov,(1939), „Biomehanika telesnihvežbi.“ N. A. Bernštajn, (1940) „Ispitivanje biomehanike hodanja,trčanja i skoka.“

• U bivšoj Jugoslaviji na inicijativu B. Poliča direktor Instituta za fizičkukulturu u Beogradu, 1950. godine, osnovan je kabinet zabiomehanička istraživanja, prvi takve vrste na našim prostorima.

• 1960. godine u Lajpcigu je održano prvo međunarodno zasedanje obiomehanici na kome je biomehanika promovisana kao posebnanaučna disciplina.

• Za Winter‐a (1979), biomehanika je interdisciplinirana nauka jeropisuje, analizira i procenjuje ljudsko kretanje.

• Miller i Nelson, (1973), smatraju da je biomehanika nauka kojaistražuje efekte unutrašnjih i spoljašnjih sila koje deluju na živiorganizam.

• U novije vrijeme biomehanika se veoma brzo razvijazbog velike primene kompjuterske tehnike pomoćukoje je moguće prikazati film na televizijskom ekranupovezan sa kompjuterom i elektronskom olovkom. Naistom ekranu mogu se obeležiti tačke kretanjasportiste o kojima želimo dobiti brojne podatke.Takođe, biomehanika je mnogo dobila razvojemelektronike.

• U SAD‐u je prisutna velika ekspanzija u razvojubiomehanike. Posebno treba pomenuti dr PeteraCavangha, koji ima najsavremeniju laboratoriju uPensilvaniji, kao i Dejvida Martina, profesora naUniverzitetu u Džordžiji.

• Na osnovu karaktera, pravca i metoda rada biomehanikase deli na: unutrašnju i spoljašnju biomehaniku.

• Unutrašnja biomehanika se bavi objektom ‐ telom injegovim aparatom za kretanje sa gledišta mehanike i radamišića i uglavnom tretira jednostavna kretanja i elementekretanja, a ponekad i složenija kretanja, složene kretnestrukture ‐ praćenjem veličine i efikasnosti mišićne snage,mišićne delatnosti sinergista i antagonista i delatnostikretnog mehanizma čovečijeg tela kao i praćenje njihovogvremenskog toka). Ona je bliža fiziološkoj strani vežbanja isportskog treniranja, nego tehnici vežbanja.

• Spoljašnja biomehanika se nadovezuje na unutrašnju, aliona se bavi spoljašnjom stranom kretnog istraživanja i onatretira složenije strukture kretanja, biološke uslove, tokkretanja i predpostavke čoveka, kao i mehaničke sredineosim vazduha i vode, a tu ubrajamo podlogu, sprave,opremu, odrazište, stazu za trčanje itd). Nju interesuje presvega tehnika vežbanja.

• Na osnovu opšteg kriterija biomehanika se deli na: opštu iaplikativnu biomehaniku.

• Opšta biomehanika proučava opšte zakonitosti čovekovog(životinjskog) kretanja i ona se deli na: kinematiku,dinamiku i statiku.

• Kinematika opisuje, istražuje kretanje, bez obzira na uzrokekretanja ‐ sile). Operiše pojmovima: dužina ‐ vreme (m, s).

• Dinamika istražuje uzroke kretanja i povezanost izmeđukretanja i sila koje su uzrok tom kretanju, uzimajući u obzirnjegovu masu. To je nauka o ubrzanom kretanju tela, aubrzanje postoji uvek kada se menja brzina. Ta promenamože biti po veličini (nejednoliko pravolinijsko kretanje), ilipo pravcu (krivolinijsko kretanje). Operiše pojmovima:dužina, vreme, masa (m, s, kg).

• Statika istražuje uslove mirovanja u kojima se unutrašnje ispoljašnje sile nalaze u ravnoteži (geometrija sila). Operišepojmovima: dužina i sila (m, N).

• Aplikativna biomehanika se bavi užim, specijalnim problemima ‐istraživanja položaja i kretanja tela i sprava u toku rada, fizičkog vežbanja isporta, lečenja kretanjem itd. Prema području koje izučava dobija i svojnaziv kao npr: biomehanika boksa, biomehanika rvanja, biomehanikaskijanja, biomehanika vežbi na spravama, biomehanika skoka u dalj itd.

• Merenje predstavlja fundamentalni deo procesanaučnog eksperimenta i osnovni mu je ciljobjektivizacija naučnog saznanja. Bez merenja jenemoguće zamisliti savremena istraživanja, a njihovaprimena sve više zadire i u oblast društvenih nauka.

• Za sport, fizičko vaspitanje i neke oblasti medicine ibiomedicinskog inžinjerstva najznačajnije su oneoblasti biomehanike koje se bave pokretima čoveka.Zbog toga su u njima predmet direktnog merenjamehaničke veličine koje opisuju ili kretanje celog tela,ili pokrete nekih njegovih segmenata.

• U mehaničkom smislu telo čoveka, odnosno, njegovlokomotorni aparat, predstavlja sistem izuzetnesloženosti. Uzrok tome je veliki broj pokretnih ipolupokretnih zglobova koji istovremeno predstavljajui spoj i centre pokreta pojedinih segmenata tela,visokozno ‐ elastična tkiva vezana za krute oslonce tihsegmenata ‐ kosti, prenošenje sile preko lancauzastopno spojenih segmenata (tzv. kinetičkih lanaca),složenost mišićnog aparata preko koga čovek direktnoupravlja svojim pokretima itd. Iz tih razloga do skoranije bilo moguće meriti parametre složenih kretanjakinetičkih lanaca čovjeka, već samo njihov konačanrezultat.

Osnovni zadaci biomehanike su:1. Da odredi spoljašnje i unutrašnje sile ako su

poznata kretanja subjekta,2. Da odredi kretanja ako su poznate sile koje

deluju na subjekt,3. Da odredi spoljašnje i unutrašnje sile koje

deluju na subjekt u mirovanju

• Poznavanje zakona fizike u biomehanici, kao što su različitiuglovi izbačaja sprave, relativnih uglova između segmentatela, položaja sprave u odnosu na relativne lokacije tela,brzine i ubrzanja u pojedinim vremenskim intervalima irazličitim trajektorijama kretanja, zatim razmene energijeunutar pojedinih delova tela i prenos energije izmeđusegmenta tela, ukupni moment impulsa, registracija aktivacijei dinamike bioelektrične aktivnosti mišićnog sistema.

• Biomehanička merenja se dele na:

1.Kinematička merenja,  2.Kinetička merenja,  3.Elektromiografska merenja i4.Izokinetička merenja.

• Prema nekim autorima, praktičnija i jednostavnija podela metoda je na:

• jednostavne metode i• složene metode

• Jednostavne metode koriste vizualno opažanje, uglomere,goniometre, merne trake..

• U ovim metodama merenja dolazi se do osnovnih antropometrijskihkarakteristika koje spadaju u domen kineziometrije.

• Složene metode koriste tehnološki razvijene elemente kao što su:dinamometri, elektromiografi, izokinetički sistemi, balans sistemi,sistemi za analizu cikličnih kretanja, funkcionalne magnetnerezonance, funkcionalna elektroencefalografija, termovizija,velosimetrija (merenje brzine).

• Savremeni biomehanički sistemi u svom sadržaju za osnovu imajuprimenu tehnoloških aparatura sa svojim egzaktnim procedurama.

Kinematika• Kinematika predstavlja analizu kretanja tela ili segmenta tela bez

sagledavanja uzroka kretanja.• Kinematička analiza odnosi se na opisivanje i kvantifikovanje

linearnog i ugaonog pomaka između segmenata ili kretanja uodnosu na okolinu kao i izračunavanje brzine i ubrzanja.Određivanje položaja i pokreta tela ili delova tela ostvaruje seidentifikacijom markera pozicioniranim na karakterističnimanatomskim tačkama.

• Kinematika bazirana na 2D i 3D rekonstrukciji sve više je prisutna usportu, sportskoj profilaksi i rehabilitaciji. Ovakvi sistemi zahtevajulaboratorije opremljene najsavremenijom opremom. Opremu čine:PC računar, monitor, visoko rezoluntni monitor, kamere,magnetoskop, kalibracijski okvir, IC kamere, laseri, UZ senzori,elektromagnetni senzori, akcelometri, elektrogoniometri.

• Pri ispitivanju kinematike tela mere se položaji, brzine i ubrzanjafigurativnih tačaka tela (centri zglobova, centri težišta gelova tela ilicelog tela).

Razlikuju se 2 faze rada:

‐ Experimentalna faza• U ovoj fazi vrše se merenja na aparaturama. Kod ovakvih merenja

treba definisati pravac vertikale i kalibracione duži čija je dužinapoznata da bi se izmerila odgovarajuća distanca.

Potrebno je izvršiti:• snimanje pokreta filmskom ‐ kamerom,• razvijanje filma,• projektovanje snimka po snimka,• dobijanje fotografskog snimka snimljenog filmskom kamerom

‐ Faza obrade

• Prvi koraci u analizi kretne strukture nakon snimanja je pretvaranjevidea u niz samostalnih digitalnih slika koje se skladište u memorijuračunara. Zatim se prati lokacija markera na slikama u kalibriranomprostoru sa poznavanjem njihovih tačnih koordinata.

• Prezentacija se  najčešće vrši na tri osnovna načina:

1. animacija – izrada fotografskih snimaka,  2. grafikon prikaz, 3. numerički zapis

• Animacija je način prezentacije gde se analizira kretnastruktura u formi tzv. štapićaste figure.

• Grafikon je moguće predstaviti kroz prethodnoekstrahovane podatke kao što su prostorni pomaci bilokoje tačke tela, brzine, ubrzanja, uglovi segmenta i sl.

• Numerički zapis se može prezentovati kroz odabranejedinice vremena, a zatim dalje procesirati brojnimmatematičko‐statističkim softverskim paketima.

Kinetika (dinamometrija)• Kinetika omogućava opis odnosa sila i pokreta koje oneuzrokuju. Pri izvođenju pokreta sile mogu biti interne,koje se javljaju kao posledica aktivnosti mišića iligamenata ili eksterne kao sile reakcije podloge ispoljašnjih opterećenja te momenti istih sila.

• Kinematika se zasniva na primeni nekih različitihvrsta pretvarača sila koji se koriste u različitoj vrstiopreme za merenje sile.

• Postoje dve osnovne grupe:

1. rastezne merne trake, dinamometri sa oprugama2. piezoelektrični pretvarači (otpornici),“Kistler“ platforme

• Pretvarači sile najčešće koriste platforme za merenje silereakcije podloge, različite vrste dinamometra koje seugrađuju u sportske sprave, te ortokinetički ulošci (sportskaobuća).

• Platforma sile (tenziometrijska platforma), predstavljamerni sistem koji registruje vektor sile kao funkcijuvremena koja deluje na površinu platforme. Ove platformesu značajne i imaju široku primenu u merenjima silereakcije podloge, merenju udarnih impulsa i merenjeinterakcije čovek‐sprava (u gimnastici).

• To znači da se istovremeno mere sve tri komponente ovogvektora (Fx, Fy i Fz), kao i lokacija njegove napadne tačke –koordinate tačke na površini platforme.

• Kinetičke podatke moguće je prikupiti na 2 načina:

• Direktno je moguće prikupiti veoma precizne podatke ohorizontalnim, vertikalnim i lateralnim komponentama sileprilikom različitih kontakata sa podlogom.

• Indirektno je moguće prikupiti podatke uz uslov da su uzkinematičke parametre poznate antropomorfnekarakteristike, te se uz određene metode mogu izračunatirazni kinetički parametri kao što su spoljašnje i unutrašnjesile, momenti i energija.

• Elektromiografija se zaniva na primeni višekanalnihelektromiografkih uređaja (EMG) i omogućuje detekciju iregistraciju bioelektrične aktivnosti skeletnog mišića pričemu se koriste površinske elektrode.

Eksperimentalne metode u biomehanici se dele u dve grupe:

1. grupa ‐ metode merenja parametara kretanja kod kojih semehaničke veličine mere tokom kretanja. To su obično složenamerenja kod kojih se koristi moderna merna oprema. Kao primermogu se navesti: merenje sile tokom odraza u skoku u vispomoću tenziometrijske platforme ili merenje kinematikesegmenata ruke tokom bacanja lopte pomoću kinematografskemetode ili pomoću sistema elektrogoniometara.2. grupa ‐ metode merenja parametara konačnog rezultatakretanja.To su jednostavna merenja kod kojih se koristijednostavna merna oprema. Kao primer mogu se navesti:merenje dužine skoka centimetarskom pantljikom, vremeprelaska određene staze izmereno hronometrom ili serijomfotoćelija, maksimalna sila u nekom testu izmerenadinamometrom.

• Druga podela merenja u biomehanici zasnivase na mehaničkim veličinama koje se direktnomere. To je podela na:

• merenja kinematičkih veličina,• merenja dinamičkih veličina,• elektromiografska merenja.

Merenja kinematičkih veličina

• U ovoj vrsti biomehaničkih eksperimenatamere se kinematičke veličine koje opisujupokrete. Klasična metoda, koja je stara već100 godina, je kinematografska metoda (gdeprefiks kine ‐ označava merenje kinematikepokreta).

• Ona se zasniva na snimanju kretanja kinokamerom, a sada ielektronskom i video kamerom, i analizom jednog po jednogsnimka. Ovi snimci mogu da prikazuju uzastopne i vremenskiekvidistantne položaje pri kretanju celog tela, zatim nekog njegovogkinetičkog lanca, ili kretanja pri interakciji telo - sprava (npr. ruka -lopta pri „smeču“ u odbojci). Ovom metodom se direktno merepoložaji segmenata tela, a iz njihovih promena izračunavaju se idruge kinematičke veličine koje opisuju to kretanje (npr. položaji,brzine i ubrzanja telesnih segmenata, zatim uglovi tih segmenata ilizglobni uglovi, njihove ugaone brzine i ubrzanja, trajanja određenihfaza kretanja, frekvencija cikličnih pokreta i dr.). Pomenute veličinese ne odnose na kretanja bilo kojih tačaka ili duži koji se na telučoveka mogu uočiti. Naime, taj postupak se primenjuje na„figurativne“ tačke i ose koje se eksplicitno definišu u okvirubiomehaničkih modela tela. To su težišta delova tela, centri zglobovai uzdužne ose delova tela, najčešće definisane položajima dvasusedna zgloba.

• U primeni ove metode postoje dve, relativno nezavisne faze rada i to:• Eksperimentalna faza - tokom nje se registruju položaji figurativnh tačaka i

osa tela,• Faza obrade eksperimentalnih rezultata - tokom ove faze se iz dobijenih

rezultata izračunavaju realne vrednosti kinematičkih veličina, koje se zatimprikazuju na grafički ili tabelarni način.

• Kinematografska metoda je metoda koja se zasniva na snimanju kretanjakinokamerom, elektronskom i video kamerom, i analizom jednog po jednogsnimka. Direktno se mere položaji segmenata tela, a iz njihovih promenaizračunavaju se i druge kinematičke veličine koje opisuju to kretanje (npr:položaji, brzine i ubrzanja telesnih segmenata, uglovi tih segmenata ilizglobni uglovi,njihove ugaone brzine i ubrzanja, trajanje određenih fazakretanja, frekvencija cikličnih pokreta i dr.). Pomenute veličine se odnose nakretanja težišta delova tela, centre zglobova i uzdužne ose delova tela,najčešće definisane položajima dva susedna zgloba.

• Savremana varijanta kinematografske metode se zasniva na registrovanjukretanja tzv. emisionih ili refleksionih dioda koje se fiksiraju na površinitelesnih segmenata,a čija se kinematika snima.

• Pri ispitivanju kinematike tela mere se položaji, brzine i ubrzanja figurativnihtačaka, uglovi, ugaone brzine i ubrzanja koji odgovaraju figurativnimosama.

Eksperimentalna faza• Postoji više metoda pomoću kojih se u eksperimentalnoj fazi vrši merenje.

Najstarija i danas još uvek često korištena je metoda snimanja pokretafilmskom ‐kamerom. Pokret se snima u izabranoj ravni, pri čemu se snimi iduž koja definiše pravac vertikale (najčešće visak), kao i kalibraciona dužčija je dužina poznata, a koja je potrebna da bi se izmerilo odgovarajućerastojanje. Po razvijanju filma, projektuje se snimak po snimak (ili se uvekisti broj snimaka preskoči) na istu osnovu (npr. list papira). Tako se dobijakonogram. On reprezentuje uzastopne položaje tela pri kretanju, prikazaneizabranim biomehaničkim modelom i projektovane na ravan snimanja(slika 1.) na njemu se uvek prikazuje i pomenuti pravac vertikale ikalibraciona duž. Iz odnosa njene realne dužine i dužine izmerene nakinogramu izračunava se numerička vrednost razmere (tj. izračunava sekoliko puta su dužine vidljive na kinogramu umanjene u odnosu na njihoverealne dužine). Na osnovu tako dobijenog kinograma, u fazi obrade seizračunavaju kinematičke veličine koje karakterišu kretanje tela uvremenskom intervalu proteklom između dva uzastopno prikazanapoložaja tela. Ova metoda se naziva klasičnom kinematografskommetodom.

• Savremena varijanta kinematografske metodekoristi digitalizator slike u sprezi sa računarom.Umesto da se na papiru pravi kinogram koji ćekasnije da se analizira, slika po slika se projektujena površini digitalizatora. Na svakoj od njih sepokretnim kursorom lokalizuju centri zglobova (ilineke druge figurativne veličine, što zavisi odizabranog modela tela), čije se x i y koordinatememorišu u računaru. Iz ovih koordinata računarzatim izračunava i sve zadate posredno merneveličine uzdužne ose segmenata, položaje težišta,njihove brzine i ubrzanja, zglobne uglove itd.

• Pored navedenog, zahvaljujući savremenimmogućnostima računarske obrade televizijskeslike, sada se sve češće umesto filmske, koristevideo kamere. Moderniji načini merenja kretanjatela čoveka zasnivaju se na dostignućimasavremene tehnologije kao što je detekcijainfracrvene svetlosti ili ultrazvuka i primenarazličitih elektronskih telemetrijskih sistema.

• Ova grupa metoda se zajednički nazivavideografskom (ili metodom aktivnih markera).

• Ona takođe spada u kinematografske metode.Videografska metoda se zasniva na merenju položajamalih objekata (tzv. Markera) koji ili emituju sopstvenu,ili reflektuju spolja dobijenu infracrvenu svetlost(ponekad i ultrazvuk). Uz njih se koriste elektronskekamere koje mogu istovremeno da snimaju veći brojovih markera i da im mere obe koordinate u ravnisnimanja. Fiksiranjem markera na aktuelne figurativnetačke tela (tj. na njihove projekcije na ravan snimanja) idetekcijom njihovog položaja elektronskim kamerama,indirektno se meri i položaj figurativnih tačaka nakojima su locirane.

• Ovako dobijeni rezultati se tokom samog merenja dovedu ulaboratorijski računar koji registruje položaje ovih tačaka,prikazuje kretanje odgovarajućih segmenata tela i, popotrebi, izračunava druge kinematičke veličine (brzinu,ubrzanja, zglobne uglove, itd.). time celi postupak znatnodobija na brzini i tačnosti, u odnosu na već pomenutuklasičnu kinematografsku metodu. Korištenjem dve kamerekoje isto kretanje snimaju pod uglom, ova varijantakinematografske metode omogućava i trodimenzionalnuanalizu kretanja tela.

• Međutim, osim visoke cene potrebne opreme i složenekalibracije, ove metode pokazuju mane pri snimanjurotacionih kretanja, kada kamere pomenute emisione (ilirefleksione) objekte u nekim fazama „ne vide“, ili se onidislociraju u odnosu na figurativnu tačku koju reprezentuju.

• Ilustracija snimanja kretanja ovom metodom prikazana je na slici , gde sumarkeri prikazani kružićima postavljenim na sagitalnim projekcijamacentra zglobova, a na zadnjoj strani kamere je prikazana slika koju ona„vidi“ ‐ x i y koordinate svakog markera.

Faza obrade• Osnovna karakteristika obrade rezultataeksperimentalne faze kod klasične kinematografskemetode je da se sve kinematičke veličine dobijaju kaonjihove srednje vrednosti unutar pojedinih fazakretanja. Razlog tome je činjenica da ni jedna odvarijanti ove metode, koje su pomenute u prethodnomtekstu, ne omogućuje kontinualno praćenje položajaizabranog centra zgloba, težišta ili promene zglobnogugla, već njihove trenutne položaje registruje samoposle određenog intervala vremena, dok tokom ovihintervala nema nikakvih podataka o njihovom kretanju.Zato se svaki od tih vremenskih intervala naziva fazomkretanja i ima svoju posebnu oznaku.

• Osim ove metode, za merenje kinematičkin veličina u jednom zglobu koristi se i  goniometrijska metoda. Mehanički goniometar se sastoji od dve zglobljene lake poluge koje  se fiksiraju za dva susedna telesna segmenta. Promena ugla u realnom zglobu koji spaja ova  dva segmenta, prenosi se na poluge elektrogoniometra, u čijem se spoju nalazi mehaniči  klizač (ili sličan uređaj) koji posle izvođenja pokreta pokazuje njegovu amplitudu. Ovi  uređaji su slične konstrukcije kao i njihovi mehanički prethodnici, s tim što u spoju imaju  električni pretvarač koji je u stanju da kontinualno registruje promene ugla tokom izvođenja  pokreta. Na slici je prikazan jedan od modernih elektrogoniometara sa elastičnim spojem B  koji meri promjenu ugla f između uzdužnih osa dva goniometrijska tela A‐A. Ovakvi  goniometri mogu da se koriste istovremeno u više zglobova, pri čemu svaki od njih meri  rotaciju oko sve tri prostorne ose, tako da su veoma pogodni za ispitivanje kinematike  složenih pokreta.

Slika. Izgled goniometra

Merenja dinamičkih veličina

• Od dinamičkih veličina koje opisuju kretanje čovekovog tela, najčešće se direktno meri sila  i zbog toga se ta metoda naziva dinamometrijom.

• Platforma sile (ili tenziometrijska platforma) predstavlja merni sistem koji tokom izvođenja  eksperimenta registruje vektor sile kao jedinicu vremena, koja deluje na površinu platforme. To znači da se istovremeno mere sve tri komponente ovog vektora (Fx, Fy i Fz), kao lokacija  njegove napadne tačke‐koordinate tačke na površini platforme.

• Električni signali koje platforma sile posle pojačavanja daje na svomizlazu kao direktni rezultat mjerenja, vrlo su pogodni zaregistrovanje ili dalju obradu modernim elektronskim sistemima.Zbog toga ove plaforme imaju široku primenu u merenjima silerelacije podloge pri fundamentalnim ili drugim složenim kretanjimačoveka, merenju udarnih impulsa (npr. impulsa udarca u boksu iliimpusa lopte), kao u merenju sile interakcije čovek ‐ sprava (npr.fiksiranjem gimnastičke sprave za platformu).

• Dinamogramom se izražavaju komponente sile u funkciji vremena.Zbog svoje jednostavnosti ima široku primenu u testiranju fizičkihsposobnosti u fizičkoj kulturi i medicini. Jedan dinamometaromogućuje merenje sile i njenog momenta kod samo jedne mišićnegrupe u zadatim mehaničkim uslovima.

Savremeni biomehanički merni sistemi

• Složenost aparata za kretanje čoveka zahteva i složenemerne instrumente i složene metode za merenjenjegovog kretanja. Ti zahtevi mogu da se sistematizujuu četiri osnovna zahteva i to:

1. U eksperimentu se simultano meri veliki brojrelevantnih veličina,

2. Na osnovu numeričkih vrednosti direktno mernih,izračunavaju se i indirektno merne veličine,

3. Ovi rezultati se na pogodan način registruju,4. Eksperimentalni rezultati prikazuju se grafički,

tabelarno ili na neki drugi način.

• Takve mogućnosti ne pruža ni jedan pojedinačni merniinstrument, već se, kao i u drugim naučnim disciplinamasličnih zahteva, koriste tzv. merni sistemi. Njihov ulaz činiveći broj mernih instrumenata koji simultano mererelevantne veličine. Rezultati njihovih merenja u oblikuelektričnih signala najpre prolaze tzv. „fazu primarneobrade“ (pojačavanje, filtrovanje), a zatim se smeštaju uračunar.

• Računar istovremeno („on line“) ili naknadno („off line“)izračunava ostale veličine i prikazuje ih tabelarno i grafičkina monitorima, štampačima ili ploterima. Kao primer moglobi da posluži merenje na bilo kom složenom kretanjučoveka. Naime, da bi se o tom kretanju stekla što potpunijaslika, mora se koristiti veći broj biomehaničkih metoda.

• Elektrogoniometrima bi se direktno merili zglobni uglovi, EMG elektrodama aktivnost mišića, a tenziometrijskom platformom sila reakcije podloge. Ti podaci se najpre pojačavaju i filtruju u svojim jedinicama, a zatim digitalizuju i memorišu u računaru (tzv. akvizicija podataka preko analogno/digitalnog, ili kraće A/D konventora). Posle toga se iz direktno mernih veličina izračunavaju indirektno merene.

• Tako, na primer, iz promene zglobnih uglova izračunavaju se ugaone brzine i ubrzanja, iz registrovane EMG aktivnosti se izračunavaju periodi aktivnosti i njihov intenzitet za pojedinačne mišiće, a iz sile reakcije podloge određuju se kinematika težišta tela i momenti sila u pojedinačnim zglobovima nogu. Na kraju, u visoko automatizovanom mernom sistemu, neposredno po završetku merenja moguće je dobiti i tabelarni i grafički prikaz svih merenih veličina.