<<7.5. ><Кінематика ><і ><динаміка ><опорно-рухового ><апарату ><людини>

<Дослідження ><кінематики ><і ><динаміки ><опорно-рухової ><системи ><людини ><дає ><можливість ><вивчати ><закономірності ><руху ><організму ><в ><просторі ><і ><часі, ><а ><також ><визначити ><ефективність ><цих ><рухів. ><Дослідження ><в ><цій ><галузі ><проводились ><давно ><(Гален, ><Леонардо ><да ><Вінчі, ><Бореллі ><та ><ін.), ><де, ><крім ><людського ><організму, ><розглядалися ><опорно-рухові ><системи ><комах ><та ><тварин. ><На ><сьогодні, ><у ><зв'язку ><із ><потребами ><медицини ><І ><спорту, ><в ><основному, ><увага ><приділяється ><людині, ><при ><цьому ><головні ><проблеми, ><які ><знаходяться ><у ><полі ><зору ><дослідників, ><можна ><сформулювати ><так:>

• <оптимізація ><виконання ><рухів ><і ><на ><цій ><основі ><розроблення ><рекомендацій
  ><для ><лікувальної ><фізкультури ><і ><спорту;>

• <аналіз ><рухів ><у ><хворих ><для ><діагностики ><функціональних >< >< ><порушень;>

• <аналіз >< >< ><можливих >< ><наслідків >< >< ><при >< >< ><можливих >< ><змінах >< ><у ><руховій ><системі
  ><хворого ><при ><корекції ><рухових ><аномалій;>

• <відношення ><людини ><і ><машини ><в ><медицині ><праці, ><оптимізація ><конструкцій
  ><органів ><керування;>

• <конструювання ><рухомих ><ланок ><для ><протезування ><і ><ортезування;>

• <створення ><маніпуляторів ><і ><крокуючих ><апаратів.>

• <Загальна ><кількість ><ступенів ><рухомості ><людського ><тіла ><визначається ><з ><(6.1):>

<Р ><= ><6*144 ><- ><5*81- ><4*33 ><- ><3*29 ><= ><240.>

<Для ><здійснення ><більшості ><довільних ><ізольованих ><рухів ><організм ><людини ><не ><використовує ><повною ><мірою ><свої ><рухові ><можливості. ><Більше ><цього, ><для ><виконання ><високо ><координованих ><рухів ><йому ><необхідно ><"нейтралізувати" ><так ><звані ><надлишкові ><ступені ><вільності ><тих ><чи ><інших ><біоланок ><тіла.>

<Біокінематичні ><ланцюги ><опорно-рухового ><апарату ><слід ><розглядати ><як ><специфічні ><локомоторні ><біомеханізми, ><в ><яких ><початковий ><рух ><однієї ><або ><декількох ><біоланок ><викликає ><однозначно ><визначені ><рухи ><інших. ><На ><відміну ><від ><технічних, ><постійних ><механізмів, ><в ><опорно-руховому ><апараті ><можуть ><виникати ><найрізноманітніші ><рухові ><механізми ><з ><однозначно ><визначеними ><переміщеннями ><біоланок. ><Для ><ефективного ><виконання ><рухів ><під ><час ><трудової ><діяльності ><чи ><виконання ><фізичних ><вправ ><аналітико-синтетична ><діяльність ><нервової ><системи ><людини ><спрямована ><на ><реалізацію ><певної ><конкретної ><кінематичної ><структури ><власних ><локомоторних ><механізмів.>

<Під ><час ><руху ><тіла ><ступені ><вільності ><знаходяться ><під ><контролем ><нервово-><м'язового ><апарату, ><тому ><відбувається ><постійна ><зміна ><швидкостей ><і ><прискорень ><окремих ><ланок. ><Причому ><структура ><рухового ><апарату ><людини ><допускає ><виключно ><обертальний ><рух. ><За ><допомогою ><аналізу ><кінематичних ><ланцюгів ><поступальні ><рухи ><зводяться ><до ><обертальних ><рухів ><в ><суглобах.>

---

<Рух ><тіла ><визначається ><не ><тільки ><м'язовими ><силами, ><але ><й ><силами ><реакцій, ><силою ><ваги, ><інерційними ><силами, ><силами ><тертя ><і ><пружними ><силами. ><Останні ><мають ><особливо ><важливе ><значення ><для ><нагромадження ><потенціальної ><енергії ><в ><деформованих ><пружних ><елементах ><опорно-рухової ><системи ><(зв'язки, ><сухожилля, ><м'язи) ><при ><виконанні ><рухів. ><Потенціальну ><енергію ><розтягнутого ><пружного ><елемента ><можна ><визначити ><за ><формулою>

>

---

<< >

<де ><Е ><- ><Модуль ><Юнга; ><S ><- ><площа ><перерізу; ></ ><, ><Д/ ><-початкова ><довжина ><і ><абсолютна ><деформація, ><відповідно.>

<Це ><дозволяє ><значно ><зменшувати ><енергетичні ><затрати ><організму ><при ><виконанні ><циклічних ><рухів. ><Наприклад, ><під ><час ><бігу ><реальні ><затрати ><енергії ><є ><в ><2-3 ><рази ><меншими ><від ><розрахункових, ><в ><яких ><приймалося, ><що ><вся ><енергія ><деформації ><за ><рахунок ><сил ><тертя ><перетворюється ><в ><тепло.>

<Все ><це ><демонструє ><труднощі ><розрахунку ><динаміки ><реальних ><рухових ><процесів. ><Тому ><для ><дослідження ><просторових ><рухів ><людини ><часто ><використовують ><спеціальні ><методи.>

<Першою ><ланкою ><біомеханічного ><аналізу ><рухових ><процесів ><є ><біокінематичний ><аналіз, ><який ><здійснюється ><за ><допомогою ><широкого ><набору ><реєструючих ><пристроїв. ><Кінореєстрація ><використовується ><для ><виготовлення ><кінограм ><-><послідовних ><фотографічних ><зображень ><всіх ><важливих ><фаз ><досліджуваних ><рухів ><з ><обов'язковою ><присутністю ><орієнтирів ><(міток) ><на ><тілі ><людини, ><інформації ><про ><швидкість ><кінознімання ><та ><інтервалів ><часу ><між ><відзнятими ><кадрами. ><Кінограми ><є ><основним ><матеріалом ><для ><побудови ><біокінематичних ><схем ><(рис.7.5). ><Отримані ><абстрактні ><біокінематичній ><ланцюги ><дозволяють ><за ><допомогою ><простих ><геометричних ><методів ><визначати ><їх ><рухомість, ><а ><також ><траєкторії ><переміщення, ><лінійні ><та ><кутові ><швидкості ><і ><прискорення ><біоланок.>

<Особливий ><інтерес ><у ><дослідників ><становить ><аналіз ><крокових ><рухів ><людини. ><Для ><дослідження ><хвороб ><рухового ><апарату ><в ><ортопедії, ><неврології, ><спортивній ><і ><космічній ><медицині ><широко ><використовуються ><методи ><аналізу ><крокових ><рухів ><людини.>

< >

<Рис.7.5. ><Біокінематична ><схема ><крокових ><рухів.>

<Вперше ><подібний ><аналіз ><був ><проведений ><Бореллі ><у ><60-х ><роках ><XVII ><ст. ><для ><дослідження ><поведінки ><центру ><ваги ><тіла ><людини ><під ><час ><руху. ><У ><1873 ><р. ><Марні ><для ><дослідження ><центру ><ваги ><тіла ><під ><час ><крокування ><використав ><багатократне ><фотографування ><із ><системою ><орієнтирів ><(білі ><стрічки ><на ><фоні ><чорного ><одягу). ><У ><1895 ><р. ><Брауне ><і ><Фішер ><вдосконалили ><метод ><фотореєстрації. ><Вони ><визначили ><траєкторії ><і ><швидкості ><переміщення ><сегментів ><тіла ><при ><крокуванні, ><а ><за ><відомими ><масами ><частин ><тіла ><та ><координатами ><центрів ><їх ><розміщення ><оцінили ><розмір ><задіяних ><сил ><на ><всіх ><стадіях ><крокування.>

<Сучасні ><методи ><біомеханічного ><аналізу ><рухового ><апарату ><характе­><ризуються >< >< ><великим >< >< ><різноманіттям >< >< ><технологій >< >< ><і >< >< ><математичних >< >< ><моделей.>

>

---

<<Експериментальні >< >< ><методи >< >< ><містять >< >< ><три >< >< ><головні >< >< ><компоненти: >< >< ><кінематичну, ><кінетичну ><і ><електроміографічну.>

<Кінематичні ><дослідження ><полягають ><у ><визначенні ><траєкторій, ><швидкостей ><і ><прискорень ><сегментів ><тіла ><без ><визначення ><причин ><руху. ><Для ><їх ><проведення ><використовуються ><тривимірні ><калібровані ><відео-комп'ютерні ><системи, ><які ><дозволяють ><отримувати ><кінематичні ><параметри ><виконаних ><рухів ><і ><проводити ><їх ><автоматизоване ><оброблення.>

<Кінетичні ><дослідження ><проводяться ><для ><визначення ><сил ><і ><моментів ><в ><сегментах ><тіла ><і ><точки ><їх ><прикладання ><при ><виконанні ><рухів. ><Наприклад, ><при ><дослідженні ><крокових ><рухів ><за ><виміряними ><на ><силовій ><(тензометричній) ><платформі ><опорними ><реакціями ><І ><встановленими ><зв'язками ><частин ><тіла ><з ><опорними ><реакціями ><розраховуються ><моменти ><сил, ><які ><діють ><на ><сегменти ><кінцівок. ><Знак ><моменту ><вказує ><на ><те, ><за ><рахунок ><якого ><м'яза ><(згинаючого ><чи ><розгинаючого) ><здійснюється ><рух. ><Аналіз ><отриманих ><даних ><дозволяє ><визначити ><виконану ><м'язову ><роботу ><і ><потужність ><м'язових ><скорочень.>

<Електроміографія ><- ><вимірювання ><електричної ><активності ><м'язів ><за ><допомогою ><поверхневих ><або ><інвазивних ><голчастих ><електродів.>

<Одним ><з ><напрямів ><біомеханічних ><досліджень ><рухового ><апарату ><людини ><є ><дослідження ><механізмів ><підтримування ><рівноваги ><тіла ><і ><поведінки ><людини ><в ><критичних, ><з ><точки ><зору ><можливості ><зберігання ><рівноваги, ><умовах. ><Визначення ><ступеня ><стійкості ><тіла ><і ><потенціальних ><можливостей ><механізмів ><регулювання ><рівноваги ><може ><здійснюватися ><як ><експериментальними ><дослідженнями, ><подібними ><до ><розглянутих, ><так ><і ><моделюванням.>

<Типовим ><прикладом ><пози ><є ><стояння ><людини. ><Зберігання ><рівноваги ><при ><стоянні ><можливе ><в ><тому ><випадку, ><якщо ><проекція ><центру ><ваги ><тіла ><знаходиться ><в ><межах ><площі, ><яку ><займають ><на ><площині ><опори ><стопи ><ніг.>

<Оскільки ><при ><стоянні ><вертикаль, ><проведена ><через ><центр ><ваги ><тіла, ><прохо­><дить ><перед ><гомілковостопними ><та ><колінними ><суглобами ><і ><ззаду ><від ><осі ><тазостегнових ><суглобів, ><тому ><на ><ці ><суглоби ><діють ><моменти ><сил ><ваги, ><які ><розміщені ><вище ><від ><ланок ><тіла. ><Для ><підтримування ><пози ><необхідне ><напруження ><багатьох ><м'язів. ><Підтримування ><пози ><- ><це ><активний ><процес, ><який ><супроводжується ><постійною ><активністю ><одних ><груп ><м'язів ><і ><періодичною ><активацією ><інших. ><Останнє ><пов'язане ><з ><невеликими ><коливаннями ><центру ><ваги ><тіла ><у ><сагітальній ><і ><фронтальній ><площинах ><{центр ><ваги ><тіла ><збігається ><з ><початком ><соматичної ><системи ><координат ><(рис.7.6).>

>

---

<< >

<Рис.><7.6. ><Соматична ><система ><координат:>

<а ><- ><фронтальна ><площина; ><Р ><- ><сагітальна ><(медіальна) ><площина; ><У ><- ><поперечна>

<площина.>

<У ><підтримуванні ><пози ><беруть ><участь ><зворотні ><зв'язки ><від ><рецепторів, ><зокрема ><вестибулярного ><апарату. ><Коливання ><центру ><ваги ><можуть ><бути ><зареєстровані ><спеціальним ><приладом ><- ><стабілографом, ><в ><якому ><використовується ><система ><тензоперетворювачів. ><Аналіз ><записів ><коливань ><тіла ><людини ><(стабілограми) ><спільно ><із ><записами ><електричної ><активності ><м'язів ><(електроміограми) ><дозволяють ><виявляти ><ряд ><захворювань.>>

---

Смотрите также файлы

• Лаба №2.doc

• океан.doc

• Ноосфера.doc

• сфери.doc

• забрудники03.doc