Sistemas de Força de Três Pontos em Órteses

O sistema de força de três pontos é o princípio biomecânico central das órteses. Uma única força primária direcionada contra um segmento corporal é equilibrada por duas contra-forças aplicadas na direção oposta em cada lado dela, criando um par de forças estável que controla, corrige ou estabiliza o alinhamento através de uma articulação. Quase todas as órteses podem ser analisadas como um ou mais sistemas de três pontos.

Definition

Um sistema de força de três pontos é um arranjo de uma força primária e duas contra-forças opostas, posicionadas de modo que as contra-forças ladeiam a força primária ao longo de um segmento corporal, produzindo um momento corretivo ou estabilizador líquido em torno de uma articulação ou deformidade.

Scope

Esta entrada explica a mecânica do sistema de força de três pontos, como a magnitude e o braço de alavanca de cada força determinam o momento corretivo, e como o princípio se estende de uma única articulação para órteses multi-segmentares, como as órteses espinhais. É uma visão geral biomecânica e educacional, não um guia de adaptação ou prescrição.

Core questions

• Como três forças se combinam para controlar ou corrigir um segmento corporal?
• O que determina o momento corretivo produzido por uma órtese?
• Por que braços de alavanca mais longos reduzem a pressão necessária em cada ponto?

Key concepts

• Força primária e duas contra-forças
• Par de forças e momento corretivo
• Comprimento do braço de alavanca e distribuição de pressão
• Equilíbrio de forças e momentos
• Tolerância à pressão do tecido mole
• Sistemas de três pontos únicos versus seriais

Mechanisms

Uma órtese controla um segmento aplicando forças que satisfazem o equilíbrio mecânico: a soma das forças e a soma dos momentos devem se equilibrar. No sistema canônico de três pontos, uma força média (primária) empurra contra o ápice de uma deformidade ou o segmento a ser controlado, e duas contra-forças externas empurram na direção oposta em cada lado. O momento resultante tende a endireitar ou estabilizar a parte. Como o momento é igual à força vezes o braço de alavanca, aumentar a distância entre os pontos de força permite que o dispositivo alcance o mesmo momento corretivo com menor força em cada almofada, o que distribui a pressão sobre a pele e melhora a tolerância. Órteses complexas combinam vários sistemas de três pontos atuando em diferentes planos para controlar deformidades multi-planares.

Clinical relevance

O princípio de três pontos fundamenta a lógica de muitas órteses, desde uma tala de punho que resiste a movimentos indesejados até uma órtese para escoliose que aplica forças corretivas ao tronco. Compreendê-lo ajuda clínicos e estudantes a entender por que um dispositivo é configurado de determinada maneira e por que a colocação das almofadas e os braços de alavanca são importantes. Esta entrada é material de referência que descreve um conceito biomecânico e não é uma base para a adaptação de dispositivos ou tratamento individual.

Evidence & guidelines

O princípio de três pontos é fundamentado na mecânica e codificado em livros didáticos de órteses. Os resultados clínicos de dispositivos construídos com base nele foram testados em ensaios em algumas aplicações; por exemplo, um ensaio randomizado de órteses na escoliose idiopática do adolescente (onde forças corretivas no tronco são aplicadas através de tais sistemas) descobriu que o uso de órteses reduziu a taxa de progressão da curva para limiares cirúrgicos.

History

O conceito de três pontos é uma aplicação direta da estática clássica ao corpo humano e tem sido, por muito tempo, o princípio organizador do design de órteses. É apresentado como fundamental em textos de referência de órteses, que analisam dispositivos desde talas simples até órteses espinhais como sistemas de forças e momentos equilibrados.

Seminal works

• hsu-2008
• edelstein-2002

Frequently asked questions

Por que são necessários três pontos de força em vez de um?

Uma única força não conseguiria permanecer em equilíbrio e empurraria o segmento para fora de seu suporte. Duas contra-forças em cada lado da força primária a equilibram e criam um momento corretivo estável em torno da articulação ou deformidade.

Como o comprimento do braço de alavanca afeta uma órtese?

O momento corretivo é igual à força vezes o braço de alavanca, então espaçar os pontos de força mais distantes permite que o dispositivo produza o momento necessário com menor pressão em cada ponto, melhorando o conforto e a tolerância da pele.