kinesiology laboratory activities 38.317 instructor:...

26
Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis Lab 1: Report format Assignment of Groups – 23 people/group (NO MORE THAN THREE IN A GROUP) Lab report #1 Writeup due in one week at the beginning of next lab. Activity One: Palpation of Bony Landmarks – Utilize the Trail Guide and other anatomy books to palpate these bony landmarks: o Radial styloid process o Head of radius o Olecranon process o Humeral medial and lateral epicondyles o Ulnar Styloid Process o Acromion Process o Coracoid Process o Clavical – medial and lateral ends o Manubrium o Inferior angle of the scapula o Medial Border of the scapula o Spine of the scapula o Cervical, thoracic and lumbar spinous and transverse processes o Iliac crest o Anterior superior iliac spine (ASIS) o Posterior superior iliac spine (PSIS) o Greater trochanter of the Femur o Medial and lateral epicondyles of the femur o Patella o Tibial tuberosity of the Tibia o Fibula head o Medial and Lateral Malleoli o Calcaneus Boney Palpation of Hand and Wrist (Part 1) A. Bony Palpation Activity Radial Styloid Process Anatomic snuffbox Scaphoid – tubercle Pisiform Hook of the Hamate Metacarpals 1 st thru 5 th metacarpal Metacarpophalangeal (MCP) joints Phalanges Proximal interphalangeal (PIP) joints

Upload: vutuyen

Post on 02-May-2018

219 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Lab 1: 

• Report format  • Assignment of Groups – 2‐3 people/group (NO MORE THAN THREE IN A GROUP) • Lab report #1 Write‐up due in one week at the beginning of next lab. 

 Activity One:  

• Palpation of Bony Landmarks – Utilize the Trail Guide and other anatomy books to palpate these bony landmarks: 

 o Radial styloid process o Head of radius o Olecranon process o Humeral medial and lateral epicondyles o Ulnar Styloid Process o Acromion Process o Coracoid Process o Clavical – medial and lateral ends o Manubrium o Inferior angle of the scapula o Medial Border of the scapula o Spine of the scapula o Cervical, thoracic and lumbar spinous and transverse processes o Iliac crest o Anterior superior iliac spine (ASIS) o Posterior superior iliac spine (PSIS) o Greater trochanter of the Femur o Medial and lateral epicondyles of the femur o Patella o Tibial tuberosity of the Tibia o Fibula head o Medial and Lateral Malleoli o Calcaneus 

 Boney Palpation of Hand and Wrist (Part 1) 

A.  Bony Palpation Activity   Radial Styloid Process   Anatomic snuffbox   Scaphoid – tubercle   Pisiform   Hook of the Hamate   Metacarpals   1st thru 5th metacarpal   Metacarpophalangeal (MCP) joints   Phalanges   Proximal interphalangeal (PIP) joints 

Page 2: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 After you perform the palpations – answer these questions, while using palpation to derive the answers: (*Note: Don’t forget to use anatomical terminology (superior, inferior, posterior, anterior, medial, lateral, etc.)  in your description!*) 

1. What does the radius and ulnar do during pronation and supination of the forearm? 2. What does the scapula do when flexing the shoulder overhead? 3. What does the clavicle do when flexing the shoulder overhead? 4. What happens to the spinous processes when you flex and extend the spine? 5. What happens to the transverse processes when you side bend the spine? 6. What has to move to make the ASIS and PSIS move? 7. What does the greater trochanter seem to do when you lift your leg to the side? Rotate it in 

and out? 8. Where is the patella in relation to the medial and lateral femoral epicondyles? The tibial 

tuberosity? 9. Based on the position of the medial and lateral malleoli of the ankle during standing, which 

side to side movements are more typical during an Ankle Sprain? Why?  Activity Two:  

• Determine osteokinematics, planes and axes of major joints (from anatomical neutral position moving in just one plane at a time).  Present information below in chart form. You may set up your own chart 

o Glenohumeral, elbow, forearm, wrist, spine, hip, knee, ankle (distal talofibular joint) o Determine the number of degrees of freedom for each joint. Justify based on joint 

types. o Describe what happens when you flex your knee in a closed chain position (foot is 

planted on the ground) compared to when you perform knee flexion in an open chain (when the foot is off the ground) position.  What impact would this have for human movement on a daily basis? 

  

Joint  Plane  Axis  Degrees of 

Freedom

Joint Type 

Glenohumeral         

Elbow         

Forearm         

Wrist (radiocarpal joint) 

       

Spine         

Hip         

Knee         

Ankle         

  

Page 3: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Lab 2  Muscle Mechanics – Length Tension Relationships, Velocity Tension Relationships, Active and Passive Insufficiency  Activity 1:  

A. Subject(s) perform grip strength analysis with 5 different hand grip sizes. Record grip strength for each grip size. 

B. With grip size that yielded the greatest strength – repeat test with wrist flexed.   Activity 2:  

A. Biodex – subject completes velocity spectrum on Right Knee, concentric/concentric contractions of quad and hams, at Six different velocities: 

           The subject’s printout produces the following output information. Graph this information on a chart. Explain what you see.                       Activity 3:  

A. Subject sits on edge of plinth and extends knee. Note the range of motion (ROM) of the knee. Have subject sit straight up (back with normal lordotic curve – place hand there to keep them honest) and then straighten knee. Note ROM of the knee and any subjective feelings.  

 Activity 4:   

A. Subject lying prone with pillows under hips so that there is at least 30 degrees of hip flexion. Flex a knee to 90 degrees, test maximal isometric knee flexion strength (subjectively note force). Repeat with pillows removed from under hip. Note force. Repeat with pillows under the knee so that there is at least 20 degrees of hip extension. Note force.  

Results: Show your results in a chart or graph format Discussion – What happened in all of the above “experiments”? Why?  

Velocity  # Repititions 45  5 60  5 90  10 120  10 180  10 240  10 

Velocity  # Repititions 45  5 60  5 90  10 120  10 180  10 240  10 

Page 4: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Activity 5:   Exercise Analysis‐Upper Extremity   Meet in groups of 3‐4 and prepare the following information to present to the class.  Use resources available such as textbooks, skeletons, work out equipment, and the internet in the computer lab to develop a thorough presentation of exercises.  Your presentation must have accurate and specific information, clarity of information. Each student must participate in presenting information. This is an oral assignment, there is no need to write up this section in your lab report.    1) As a group present 3 different strengthening exercises for each of the assigned functional muscle groups below.  One exercise must be without the effects of gravity (gravity eliminated) and one exercise must be with gravity resisted (against gravity). Remember to utilize different positions to accomplish this. Utilize different equipment such as theraband, dumbbells, cuff weights and specific gym equipment. Do not use all gym equipment for each exercise.  You may use notes during your presentation.  2)  Identify the type of muscle contraction in each direction of the exercise as concentric or eccentric   3) Present the exercises in order of beginner or easiest to those requiring more strength to accomplish.  Muscle Groups Group 1     Shoulder flexors    and    Shoulder extensors Group 2    Shoulder abductors  and    Shoulder internal & external rotators Group 3    Elbow extensors    and    Wrist flexors and extensors Group 4    Elbow flexors    and    Forearm supinators/pronators  LAB 3 Muscles Involved for Each GROUP:  Group 1: Shoulder Flexors –    Deltoid (anterior fibers)   Pectoralis Major (upper fibers)   Biceps brachii   Coracobrachialis Shoulder Extensors –    Deltoid (posterior fibers)   Latissimus dorsi   Teres Major   Infraspinatus   Teres minor   Pec major   Triceps brachii  

Group 3:Wrist Flexors   Flexor Carpi radialis   Flexor Carpi ulnaris   Palmaris longus   Flexor digitorum superficialis   Flexor digitorum profundus (assists) Wrist Extensors   Extensor carpi radialis longus   Extensor carpi radialis brevis   Extensor carpi ulnaris   Extensor digitorum (assist) Elbow Extensors   Triceps Brachii   Aconeus 

Page 5: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Group 2: Shoulder Abductors   Deltoid (all)   Supraspinatus Shoulder internal rotators   Deltoid (ant fibers)   Latissimus dorsi   Teres Major   Subscapularis   Pectoralis major Shoulder external rotators   Deltoid (post fibers)   Infraspinatus   Teres minor  

Group4:Elbow Flexors   Biceps brachii   Brachialis   Brachioradialis   Flexor Carpi ulnaris (assist)   Palmaris longus   Ext carpi radialis longus and brevis (assist) Forearm supinators   Biceps Brachii   Supinator   Brachioradialis (assists) Forearm Pronators   Pronator Teres   Pronator quadratus   Brachioradialis 

      

Page 6: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Lab 3:  Mechanical Considerations during Qualitative Analysis of Movement  Activities:  Activity 1.     A. Pick one of the following tasks to analyze qualitatively –   

1.Push up (Glenohumeral, scapulothoracic, elbow) 2.Bench press 

 B. Have the subject perform the task repeatedly using the same form. Every group member must perform the activity to be able to contribute to analysis (unless medically unable).   

1. Determine the osteokinematic motion, planes and axes of movement for the major joints during the activity. 

2. Draw a diagram from starting point A to midpoint B.  Then draw the return motion from point B to point A.  Indicate the effects of gravity using arrows. Label diagrams and assign titles. 

3. Pick one of the joints – one of the planes you have looked at in # 1. Draw a diagram that includes the major muscle groups.  Describe the direction and type of contraction that one major muscle exhibits.  What type of lever is created?  

 Activity 2 Analyzing Techniques for increasing flexibility.  With one partner use the hamstring muscle group to practice each of the following four stretching techniques. Use a goniometer to measure hip flexion before starting. Then measure again after each technique. What did you feel as the tester and what did the subject feel?  Hold‐Relax  Contract‐Relax  Agonist Contraction  Hold‐Relax with Agonist Contraction                 

Page 7: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 

Push Up: Phase I  (Down)                          

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Scapulathoracic (Scapula)               Glenohumeral (Shoulder)               Elbow                                             

Push Up: Phase II (Up)                          

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Scapulathoracic (Scapula)           Glenohumeral (Shoulder)           Elbow                                    

Bench Press: Phase I  (Up)                          

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Scapulathoracic (Scapula)               Glenohumeral (Shoulder)               Elbow                                             

Bench Press: Phase II (Down)                          

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Scapulathoracic (Scapula)           Glenohumeral (Shoulder)           Elbow                              

Page 8: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Lab 4  Activity Analysis Upper Extremity   1) Palpation of the Hand and Wrist (Part 2): Soft Tissue  Extensor Side    Extensor pollicis brevis   (EPB)    Extensor pollicis longus  (EPL)    Extensor digitorum communis  (EDC)   Extensor indicis proprius    (EIP)    Extensor Digiti quinti (EDQ) or extensor digiti minimi  (EDM)    Extensor carpi ulnaris  (ECU)           Flexor Side:   Palmaris Longus   Flexor carpi radialis (FCR) 

Thenar eminence muscles (made up of Abductor Pollicis Brevis – superficial; Opponens Pollicis    ‐ Middle; Flexor pollicis brevis (FPB)  ‐ Deep 

Hypothenar Eminence muscles (made up of Abductor digiti minimi ADQ/M, Opponens digiti minimi, and Flexor Digiti minimi) 

Phalanges Metacarpophalangeal (MCP) ligaments 

    2) Activity: Activity Analysis Upper Extremity  Analyze the following task –   

1. Military Press  2. sit up (trunk [vertebral column], hips) 

  Make sure to include a table with the following information:  

Break the activity into different phases  List the osteokinematic motion (joint motion) of the: glenohumeral and scapulothoracic, acromioclavicular and sternoclavicular joints as well as the elbow, forearm and wrist. 

identifying the functional group of muscles (i.e. flexors)  identify the agonists (primary muscles doing the movement)   identify the planes and axes of each joint   Type of muscle contraction  Do the muscles resist gravity, is gravity assisting the contraction, or does gravity have no effect? 

 

Page 9: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Create a chart to display your data.  In the same lab report section as the chart, narrate the action utilizing the planes and axes to make your analysis more clear, descriptive and to the point.   Be sure to organize your analysis in such a way that the sequential movement or consecutive movement can be appreciated (i.e. the elbow is flexing at the same time the shoulder is flexing).  Use diagrams to explain how muscles are contracting throughout the activity.   Include arrows to indicate the direction of muscle pull.  Identify when passive insufficiency, active insufficiency, or length tension principles are involved for a muscle during this activity.  Identify one lever system created by one of the muscles working during this activity – in one plane.    

Military Press: Phase 1 (Up)                              

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               

Glenohumeral               

Scapulothoracic               

Acriomioclavicular               

Sternoclavicular               Elbow               Forearm                               Military Press: Phase 2 (Down)                              

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Glenohumeral               Scapulothoracic               Acriomioclavicular               Sternoclavicular               Elbow               Forearm                Wrist                     

Page 10: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

     

Sit Up: Phase I (Up)                               

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation

               Trunk               Hips                              

Sit Up: Phase II (Down)                             

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation

               Trunk               Hips               

Page 11: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

  Lab 5 A. Activity Analysis: Trunk   1. Have a partner lie supine on a table with hands on shoulders and hips and knees extended.  Palpate the small of the back to detect whether it is contacting the table or whether it is arched upwardly.  Ask the partner to press the small of the back to the table (posterior pelvic tilt) and palpate the abdominals.  Which muscles are acting as agonists and which as antagonist, as this is done?  Assume your partner is unable to press the back to the table.  Which muscles should be strengthened and which should be stretched?  2. Having completed Experience 1 above, have your partner bend the knees so the feet can be placed flat on the table.  Palpate the small of the back and notice that it is easily touching the table.  Which muscles have been slackened by placing the legs in this new position?  3. Now ask your partner to straighten the legs and raise them briefly a few inches off the table.  What happens to the small of the back? Why?  4. Ask your partner to lie supine and have your partner bend the knees so the feet can be placed flat on the table.  Ask your partner to perform diagonal abdominal curls touching the right elbow to the left knee.  What muscles are working on the way up?  Are the contractions concentric or eccentric? What muscles are working on the way down?  Are the contractions concentric or eccentric?  5. Now, ask your partner to stand and slowly forward flex the trunk.  What are the agonist muscles in this experiment?   Is the contraction concentric or eccentric?  Explain.  Written answers to the questions must be submitted followed by a brief discussion on any discoveries you made during this lab. Apply any theories previously studied in Kinesiology. No formal lab report layout necessary for Lab 5, just written responses in paragraph form. Assignment due in one week.  B. Exercise Analysis – Lower Extremity  Meet in groups of 3‐4 to prepare the exercises for the following functional muscle groups.  You will then present your results to the class during lab class.  Use resources available such as textbooks, skeletons, work out equipment, and the internet in the computer lab to develop a thorough presentation of exercises.  Your presentation must have accurate and specific information, clarity of information. Each student must participate in presenting information. This is an oral assignment; there is no need to include this section in your lab report.   1) As a group present 3 different strengthening exercises for each of the assigned functional muscle groups below.  One exercise must be without the effects of gravity (gravity eliminated) and one exercise must be with gravity resisted (against gravity). Remember to utilize different positions to accomplish this. Utilize different equipment such as theraband, dumbbells, cuff weights and specific gym equipment. Do not use all gym equipment for each exercise.    2) Identify the type of muscle contraction in each direction of the exercise either concentric or eccentric.   3) Present the exercises in order of beginner or easiest to those requiring more strength to accomplish.     

Page 12: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

    Muscle Groups   Group 1    Back muscles, and Hip Abductors  Group 2  Hip internal rotators, and Ankle inversion & eversion, and ankle plantarflexors and 

dorsiflexors  Group 3    Hip flexors, Hip extensors, & Knee flexors  Group 4    Hip external rotators, Knee extensors, and abdominals       

Page 13: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Muscles Involved for each Group:  Group 1: Back Muscles Erector Spinae Group                         ‐SpinalisThoracis   ‐Spinalis Cervicis   ‐Longissimus Thoracis   ‐Longissimus Cervicis   ‐Iliocostalis Lumborum   ‐Iliocostalis Thoracis   ‐Iliocostalis Cervicis Transversospinalis Group   ‐Multifidi   ‐Rotatores   ‐Semispinalis Capitis Splenius Cervicis                            Quadratus Lumborum Intertransversarii Interspinalis Hip abductors   Glut maximus   Glut medius   Glut minimus   TFL   Sartorius   

Group 2:Hip internal rotators   Semitendinosis   Semimembranosus   Gluteus Medius (anterior fibers)   Gluteus minimus   Adductor magnus   Adductor brevis   Adductor longus   Gracilis   Pectineus   TFL Ankle inversion   Tibialis Anterior   Tibialis posterior   Flexor digitorum longus   Flexor hallucis longus   Extensor hallucis longus Ankle Eversion   Peroneus longus   Peroneus brevis   Extensor digitorum longus Ankle plantar flexors   Gastroc   Soleus   Tibialis posterior Ankle Dorsiflexors   Tibialis anterior   Extensor digitorum longus   Extensor hallucis longus 

Group 3: Hip flexors   Rectus femoris   Gluteus medius (ant fibers)   Gluteus minimus   TFL   Sartorius   Psoas major   Iliacus Hip Extensors   Biceps femoris     Semimembranosus   Gluteus maximus   Glut medius (post fibers)   Adductor magnus Knee Flexors   Biceps femoris   Semimembranosus   Semitendonosis   Gracilis   Sartorius   Gastrocnemius   and Popliteus 

Group 4:Hip External rotators   Biceps Femoris   Gluteus Maximus   Sartorius   Piriformis and 5 other external rotators   Psoas major   Iliacus Knee Extensors   Rectus femoris  

Vastus Lateralis Vastus medialis  Vastus intermedius 

Abdominals   Rectus abdominis   External Oblique   Internal Oblique   Transverse abdominis  

Page 14: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Lab 6 Activity Analysis: Upper Extremity and Trunk   1) Analyze the Upper Extremity and Trunk during the following motion.    A) Baseball bat swing (leading arm)  As before, make sure to include a table with the following information:  

Break the activity into three different phases: wind up, swing (force phase) and deceleration.  List the osteokinematic motion (joint motion)of the: 

Trunk (spine), glenohumeral, scapulothoracic joints and the elbow, forearm, wrist and fingers.  identify the functional group of muscles (i.e. flexors)  identify the agonists (primary muscles doing the movement)   identify the planes and axes of each joint and the motion as a whole  Type of muscle contraction  Does gravity resist, assist, or have no effect on the motion? 

 Narrate the action utilizing the planes and axes to make your analysis more clear, descriptive and to the point.   Be sure to organize your analysis in such a way that the Temporal and Spatial dynamics can be appreciated (i.e. do joints move sequentially or simultaneously?)  Use diagrams as needed to explain how agonist functional muscle groups are contracting throughout the activity.   Identify when passive or active insufficiency, the length tension curve is involved for a muscle during this activity.  Identify one lever system created by one of the muscles working during this activity – in one plane.  2) Label the class of lever in the diagrams on the pages that following.      

Baseball Bat Swing: Phase I (Wind Up)                        

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Vertebral Column  (Spine)             Scapulathoracic (Scapula)             Glenohumeral (Shoulder)             Elbow               Forearm               Wrist               Fingers                    

Page 15: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

     

Baseball Bat Swing: Phase II (Swing)                          

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Vertebral Column ( Spine)             Scapulathoracic (Scapula)             Glenohumeral (Shoulder)             Elbow               Forearm               Wrist               Fingers                  

Baseball Bat Swing: Phase III (Deceleration)                        

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Synergist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

               Vertebral Column  (Spine)             Scapulathoracic (Scapula)             Glenohumeral (Shoulder)             Elbow               Forearm               Wrist               Fingers               

Page 16: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

2) Label the lever class on the following diagrams.  A) Look at  the diagrams below and determine whether  it  is  first,  second or  third class  lever. Label  the Force, Axis, and Resistance. Force: Where the muscle originates on the bone.  Axis: The joint the muscle crosses, where the motion occurs.  Resistance: The load that is being moved.  

  B) Look at  the diagrams below of  the Biceps brachii  flexing  the elbow. Describe what happens at each elbow  range  of motion  in  relation  to  the  Bicep  contraction.  Discuss  the  force  components.  At what position is it the strongest? The weakest? Reference: Hinson, M.M. Kinesiology. 2nd Ed. Wm. C. Brown Company Publishers, 1981   

Page 17: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Page 18: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Lab 7  Activity: Activity Analysis – Lower Extremity and Trunk   Describe the following tasks  

1. Squat  As before, make sure to include a table with the following information:  

Break the activity into different phases  List the osteokinematic motion (joint motion) of the: 

Spine, pelvis, hip, knee and ankle.  identify the agonists and synergists  identify the planes and axes of each joint and the motion as a whole  Type of muscle contraction  Does gravity resist, assist, or have no effect on the motion? 

  Narrate the action utilizing the planes and axes to make your analysis more clear, descriptive and to the point.   Be sure to organize your analysis in such a way that the Temporal and Spatial dynamics can be appreciated (i.e. do joints move sequentially or simultaneously?)  Use diagrams as needed to explain how agonist functional muscle groups are contracting throughout the activity.   Identify when passive or active insufficiency, the length tension curve is involved for a muscle during this activity.  Identify one lever system created by one of the muscles working during this activity – in one plane.   Identify one force couple.    

Page 19: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

  

Squat: Phase I (Down)             

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Syngerist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

Vertebral Column (Spine)              Pelvis               Iliofemoral (Hip)               Tibiofemoral (Knee)               Talocrural (Ankle)               

    

Squat: Phase II (Up)             

Joint  Motion Functional Group  Agonist  Syngerist 

Contraction Type  Plane/Axis 

Gravity Relation 

Vertebral Column (Spine             Pelvis               Iliofemoral (Hip)               Tibiofemoral (Knee)               Talocrural (Ankle)               

 

Page 20: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Lab 8  Activity: Posture, Gait and Abnormal Gait   Part I: Postural Analysis – perform a postural analysis all group members. Discuss the impact of any “resting” deviations from “normal” posture on movement. Discuss strategies to improve any postural deviations identified.  1. When performing a standing postural analysis from the lateral view, check the box where the plumb line should be in relation to the following body landmarks. 

 Landmark  Anterior Posterior Through 

Ear   Tip of the acromion   Thoracic spine   Lumbar spine   Hip   Knee   Ankle    2. Draw a figure in the lateral view.  Identify in the following table whether the anterior and posterior curved are concave and convex.             

Spine Region  Posterior Curve Anterior Curve Cervical   Thoracic   Lumbar   Sacral    3.  Make a chart on the board, list each class member and indicate whether the classmate is right‐ or left‐handed.  

Observe you partner from the posterior view and determine if either the right or left shoulder is higher. 

   Enter the information on the chart on the board.  

When all have entered their data, analyze the data for any correlation between shoulder position and hand dominance. 

Page 21: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 4.  Observe the standing posture of each person in your lab class using a plumb line.   A.  Observe them from the lateral view 

Drop a plumb line.   The segments of the body should be so that the line of gravity falls:     a. Slightly anterior to lateral malleolus     b. Slightly anterior to midline of knee (with hip extended)     c. Slightly posterior to the hip joint axis (with hip extended)     d. Anterior to sacroiliac joint    Are the spinal curves normal?  Exaggerated? Left Lateral View: Deviations from Normal Alignment Ankles Knees Hips Lumbar Spine Thoracic Spine Acromion Process Ear Top of Head 

 Right Lateral View: Deviations from Normal Alignment Ankles 

Knees 

Hips 

Lumbar Spine 

Thoracic Spine 

Acromion Process 

Ear 

Top of Head 

   B.  Observe them from the anterior view     a. Notice the foot, ankle and knee     b. Is there valgus or varus of the knee?     c. Is the ankle pronated or supinated? Anterior View: Deviations from Normal Alignment Ankles 

Knees 

Hips 

Sternum 

Shoulders 

Face 

Arms 

 

Page 22: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

   C.  Observe then from the posterior view     a. Are there any lateral deviations of the spine?     b. Is the pelvis level? Look at the iliac crests     c. Are the shoulders level?  Which shoulder is higher? Dominant arm or nondominant?     d. Are the shoulder blades “winging”?     e.  Is the calcaneous (heel of foot) in pronation or supination? Posterior View: Deviations from Normal Alignment Ankles 

Knees 

Hips 

Sternum 

Shoulders 

Face 

Arms 

  Note: Any muscle involvement Neuromuscular considerations Mechanical factors Principles Any violations  Additional Questions:  1.  Now ask a female student to put on high heels and go through the above analysis.  How did high heels change the static posture?  2.  Now ask the person to lift one leg off the floor (without the shoes) and perform single leg stance.  Now analyze the posture.  Pay close attention to the pelvis.  Does it remain level?  What muscles are working to maintain the pelvis in position?  3.  Describe improvement for posture ( i.e. exaggerated lordotic curve)  4.  Describe the method for change.  (i.e. strengthen abdominals)   Part II: Gait Analysis – Analyze the gait of group members walking back and forth.  Pay particular attention to the sagittal plane and the hip, knee and ankle.  Notice any deviations from normal gait.  1.   A. A line drawn between successive midpoints of heel strike would reveal what about a person’s walking base? _______________________________________________________________________.        B. What is the highest at midstance and lowest at heelstrike? _____________________________.        C. The number of steps taken per minute is called? _____________________________________.  

D. As the center of gravity shifts from side to side during walking, there are equal amounts of ? __________________________________________________________________________________. 

 2.  A. In what way are the Trendelenburg sign and Trandelenberg gait similar? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. 

Page 23: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

      B. In what way are Trendelenberg sign and Trendelenburg gait different?  _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.  3.  Match the following term(s) with the appropriate description: 

_____ Occurs during swing phase  

A. Single Leg support, Midstance 

_____ Body weight shifts allowing one leg to  swing 

B. Weight acceptance, heel strike 

_____ Body stance phase  

C. Leg advancement

 4.  Match the description with the appropriate period of the gait cycle. 

_____ Occurs during approximately 40% of the gait cycle  

A. Nonsupport

_____ Center of gravity is the lowest point 

B. Single‐leg support

_____ Does not occur in walking  

C. Double‐leg support

 5. Match the following descriptions with the appropriate period or point of the gait cycle. 

_____ Between end of toe‐off and end of acceleration  

A. Initial contact 

_____ Between end of foot flat and end of midstance  

B. Foot flat 

_____ Between end of midstance and end of heel‐off  

C. Midstance 

_____  The leg swung as far forward as it is going to  D. Terminal stance _____ Body weight begins to shift onto stance leg  E. Preswing 

 _____ Between the end of acceleration and end of midswing  

F. Initial swing 

_____ Just before and including when toes leave the ground  

G. Midswing 

____ Entire foot is in contact with the ground  H. Deceleration  

Page 24: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 6. List in order of occurrence the components of the gait cycle using both traditional terminology and RLA terminology. 

Traditional  RLA

STANCE  STANCE

Heel strike  Initial contact

 

 

 

 

  XX

SWING  SWING

 

 

 

 7. Match the following terms and definitions. _____ Distance between heel strike of one foot and the heel strike of the other  

A. Stance phase 

_____ Side‐to‐side distance between heels  B. Stride Length _____ Distance between heel strike of one foot and heel strike of the same foot  

C. Step width 

_____ That part of the gait cycle when the foot is in contact with the ground  

D. Swing phase 

_____ That part of the gait cycle when the foot is not in contact with the ground  

E. Step length 

 8.  Joint movement during gait is produced by muscle contractions, gravity, and joint response in a closed kinetic chain.  Determining the direction of joint movement, within a phase and from one phase of gait to the next, is necessary to analyze which muscles are working and what type of contraction a muscle is performing.  For each phase of the gait cycle indicate.   a) The position (or motion) that is occurring at each joint 

b) Briefly describe what is happening.  Examples are: unchanged; slight flexion from full extension; and increasing dorsiflexion. 

     *Exercises adapted from:  Lippert, L; Duesterhaus Minor, M.A.  Laboratory Manual for Clinical Kinesiology and Anatomy 2nd ed.  F.A. Davis Company, 2007.  297‐301, 305‐309.    Lab 8 continues on next page…

Page 25: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

 Lab 8: Part II: Gait Analysis   Lab class will meet in Room 310, Use the 3 computers on the right.  In this laboratory experience you will utilize a software program that will allow you to analyze gait.  It will demonstrate what muscles are working, the “moment” at the joints, and the ground reaction force throughout the different phases of gait.  1.  GaitLab Follow the instructions and answer the questions below.  Hit any key to start the computer.  When asked for a password, just click ok. Double Click on shortcut to GaitLab  Screen with “HUMAN KINETICS PUBLISHERS” will appear, Hit Enter. Screen will appear with a running man, Hit Enter. Next screen will be “Welcome to GaitLab”, Hit Enter. At the next Menu Select “Animate”  MUSCLES Select “Muscles”.  A screen will appear that demonstrates on a model what muscle groups are working during the different phases of gait.  You are viewing a person from the sagittal view.  The muscles that are shown are gluteus medius, quadriceps, hamstrings, tibialis anterior and triceps surae.  The EMG activity is color‐coded: Red is active, pink is partially active, and black is quiescent.  To pause the action, press the pause key OR the CTRL & NumLock Keys at the same time.  Restart the animation by pressing any key.  You should be able to advance the animation frame by frame using this sequence of keys. Hit CTRL C to escape back to the menu.  MOMENTS Select “Joint Moments”.  A screen will appear with a model demonstrating what moments occur at the hip, knee and ankle during the different phases of gait.  The radius of the circle is proportional to the magnitude of the moment.  The hip, knee and ankle are plotted to the same scale.  The solid circles represent extension and dorsiflexion moments.  The hollow circles represent flexion and plantarflexion moments. Hit CTRL C to escape back to the menu.  GROUND FORCES Select “Ground Forces”. A screen will appear that demonstrates what ground reaction forces that are occurring during the different phases of gait.  The ground reaction force plotted by a green vector indicates the magnitude, direction and point of application. Hit CTRL C to escape back to the menu.  Select “Dynamic”. A screen will appear that demonstrates the muscles, moments and ground forces occurring at the same time.    

Page 26: Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: …kinesiology-lab.wiki.uml.edu/file/view/Lab_Handouts_SinglePacket.pdfthe activity to be able to contribute to analysis (unless

Kinesiology Laboratory Activities 38.317 Instructor: Dr. Lewis

Use the dynamic screen (or any of the other screens) to answer the following questions.  The phases of gait are: Swing phase: Acceleration, Midswing, and Deceleration   Support Phase: heel‐strike, flat foot, midstance, heel‐off and toe‐off.  Notice the following items during all of the phases. 1. In what phase(s) are the following muscles active? Gluteus medius, quadriceps, hamstrings, tibialis anterior, triceps surae. 2. Look at the moments at the hip, knee, and ankle.  In what phase are they the largest? 3. In what phase(s) are the ground forces the highest? And the lowest?   Part III:  Abnormal Gait Patterns  Attached are the descriptions of many abnormal gait patterns.  Read all descriptions and attempt imitation to understand the abnormal patterns.  Discuss the deviations from normal gait. Is more muscular effort required when walking this way? If so, what groups of muscles?   Part IV: Dartfish Demonstration