ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.12.2021
Просмотров: 1217
Скачиваний: 3
Невід‘ємним елементом рухів є нервова система, а саме: безумовно рефлекторна і умовно рефлекторна координація рухів.
7.1. Основи біомеханічної класифікації рухового апарату людини
Руховий апарат людини, з точки зору біомеханіки, це системи біокінематичних ланцюгів, всі біоланки якої об'єднані в біокінематичні пари і мають між собою зв'язки, які визначають їх зовнішню свободу рухів.
Кістки скелета, наприклад, нижньої кінцівки з‘єднані між собою в єдину систему (кістки, суглобові хрящі і сумки, зв‘язки, м‘язи, судини і нерви) , яка з точки зору теорії механізмів і машин* являється б і о к і н е м а т и ч н и м л а н -ц ю г о м, тобто сукупністю зв‘язаних між собою т в е р д и х т і л. Кожне із цих твердих тіл представляє собою л а н к у кінематичного ланцюга.
Біокінематичний ланцюг – це зв'язані між собою біокінематичні пари з врахуванням їх природного розміщення в опорно-руховому апараті і ролі в організмі людини. Д в і з в ‘я з а н і між собою л а н к и кінематичного ланцюга створюють б і о к і н е м а т и ч н у п а р у. Зв‘язок ланок здійснюється з допомогою спеціальних утворень - с у г л о б і в. Наприклад, колінний суглоб зв‘язує в кінематичну пару стегно і гомілку. Отже, б і о к і н е м а т и ч н а п а р а – це рухоме (кінематичне) з‘єднання двох кісткових ланок, в якому можливості рухів визначаються його будовою і керованою дією м‘язів.
Б і о к і н е м а т и ч н и й л а н ц ю г - це послідовне з’єднання ряду кінематичних пар. З‘єднання в кінематичному ланцюзі бувають або незамкнутими, або замкнутими. В незамкнутих ланцюгах є вільна кінцева ланка, що входить лиш в одну пару. Прикладом незамкнутого ланцюга є вільно висяча верхня кінцівка, в якій можливі ізольовані рухи у всіх суглобах руки (променево-зап‘ястковому, ліктьовому, плечовому).
Ланцюги бувають складними і простими, залежно від того, скільком кінематичним парам належать їх біоланки. В простому біокінематичному ланцюзі кожна ланка є елементом не більше двох бІокінематичних пар, складний ланцюг містить біоланки, які входять у три і більше біокінематичнІ пари.
Як прості, так і складні рухомі ланцюги можуть бути замкненими і незамкненими. Замкнені ланцюги - це такі, біоланки яких входять не менше ніж у дві біокінематичнІ пари. Незамкнені ланцюги містять біоланки, які входять лише в одну біокінематичну пару.
Назва біокінематичного ланцюга складається з абревіатури ВКС (bios, Kinesis, catena - біологічний рухомий ланцюг) і Індексу, що складається з латинської букви Р (pars - частина) і першої букви латинської назви частини тіла або скелета: голови, тулуба (хребтового стовпа, грудної клітки), пояса верхніх кінцівок (плечовий), вільних верхніх кінцівок, пояса нижніх кінцівок (таз) і нижніх кінцівок. Наприклад, біокінематичний ланцюг вільної верхньої кінцівки записують так: ВКСрш, де "ms" - membrum superius (верхня кінцівка).
Все тіло людини можна розглядати як єдиний кінематичний ланцюг: BKCShs , де "shs" - soma (тіло) homo sapiens (людина розумна). Для позначення бІокінематичних пар в абревіатурі ВКС останню букву замінюють на "Р". Наприклад, для позначення однієї з пар хребтового стовпа позначення буде таким: ВКР^ю, де "cv" - columna vertebralis (хребтовий стовп), 10 - номер пари, яку складають два хребці.
Біоланки голови. Скелет голови - череп - складається з багатьох кісткових утворень, але значні переміщення можливі тільки в скроне-нижньощелеповому суглобі. Він утворює біокінематичну пару BKPC.S ,яка складається з мозкового і частини лицевого черепа (одна біоланка) і нижньої щелепи (друга біоланка).
Хребтовий стовп - це багато ланковий біокінематичний ланцюг (BKCcv), який складається з 26 пар (зокрема BKPcv.j, що утворена ланкою черепа і першим шийним хребцем - атлантопотиличне з'єднання). Остання пара (cv-26) містить біоланки хрестця і копчика.
Крім цього, у загальному біокінематичному ланцюзі хребтового стовпа виділяють три автономно рухомі відділи - шийний (cvc\ грудний (cvt) І поперековий (cv!).
Грудна клітка складається з багатьох кісткових утворень складної
форми, які мають різні ступені вільності. Грудна клітка утворює єдиний біокінематичний ланцюг BKC,h (ihoracalis - грудний). Грудні хребці належать
як до біокінематичного ланцюга хребтового стовпа, так і до біокінематичної ланки грудної клітки.
Згідно із біомеханічною класифікацією, в біокІнематичному ланцюзі грудної клітки є 40 основних біокІнематичних пар і 4 додаткові. Кожне ребро при цьому утворює 2 пари. Тому замість порядкових цифр номера пари в позначення додають букви "a" (anterior - передній) і пр" (posterior - задній). Оскільки ребра є парними утвореннями, тому додатково введені позначення V (sinister - лівий) і "d" (dexter - правий). Отже, біокінематичні пари грудної клітки позначають відповідно th</a-\, /Аф-1, thsp-\, thsa-\ тощо. Чотири додаткові біокінематичні пари позначають thdp-\ 1, thsp-\ 1, thdp-\2, thsP-12.
Пояс верхніх кінцівок (ВКССШ) складається з чотирьох біокІнематичних пар, які рухомо з'єднують грудну кістку, ключиці і лопатки:
cmss-\ - ліва пара (грудна кістка і ліва ключиця)
cmss-2 - ліва пара (ліва ключиця і ліва лопатка)
cmsj-X - права пара (права ключиця і грудна кістка)
cmsj-2 - права пара (права ключиця і права лопатка).
Біокінематичні ланцюги правої і лівої верхніх кінцівок з'єднуються з ланцюгом пояса верхніх кінцівок своїми першими парами (mss-l і msj-l). Праву і ліву другі пари становлять плечова і ліктьова кістки (mss-2 і ms^-2 ) Треті пари, утворені плечопроменевими кістками, з'єднані плечопроменевими суглобами. Четверті пари складаються з проксиміальних* кінців променевої і ліктьової кістки, які об'єднані у променеліктьові суглоби (mss-4 і msj-4). П'яті пари mSs-S і msj-5 складені дистальними** кінцями ліктьової і променевої кісток у дистальному променеліктьовому суглобі.
Променезап'ястковий суглоб має 3 пари (від ms-b до ms-S ), кисть складається з 34 пар (від ms-9 до ms-43).
В цілому одна верхня кінцівка має 43 біокінематичні пари. При розгляді різноманітних рухів зручно розглядати біокінематичні ланцюги у відповідних варіантах.
♦Проксимальний (proximus) - ближній.
**Дистальний (distalis) - віддалений.
Біокінематичний ланцюг пояса нижніх кінцівок - тазу (ВКСр) складається з трьох пар:
перша пара (Р-\) - з'єднання лонних частин (правої і лівої) тазової кістки;
друга пара (Р-2) - хрестець - права клубова кістка;
третя пара (Р-3) - хрестець - ліва клубова кістка.
Біокінематичні ланцюги правої і лівої нижніх кінцівок (ВКСт^ з'єднані з ланцюгом пояса нижніх кінцівок своїми першими парами - mis-1 і mid-1.
Кістки стегна і гомілки утворюють 5 біокІнематичних пар (від ті-2 до ті-6), передплюсна і плюсна складається із 21 пари (від ті-1 до ті-21), фаланги пальців стопи з'єднані за допомогою 14 пар (від ті-28 до ті-41).
Всього нижня кінцівка має 41 біокінематичну пару, які беруть участь у русі. Повний біокінематичний ланцюг людини нараховує (BKCshs) 246 пар.
Відносні рухи кожної ланки залежать від способу з'єднання і пластичного стану тканин, які беруть у ньому участь. Все це об'єднується поняттям "умови зв'язку" біоланок у кінематичних парах.
Кількість умов зв'язку (s) обмежує рухомість кожної ланки в парі, яка теоретично не може бути меншою за 1 і більшою, ніж 5 (l<s<5). Практично біоланки рухового апарату людини відносно своєї пари мають від 1 до З ступенів вільності. Щоб визначити кількість ступенів вільності (Я) у біокінематичній парі, від максимально можливих рухів в тривимірному просторі віднімають кількість умов зв'язку в парі (H=6-s).
Всього нижня кінцівка має 41 біокінематичну пару, які беруть участь у русі. Повний біокінематичний ланцюг людини нараховує (BKCshs) 246 пар.
Відносні рухи кожної ланки залежать від способу з'єднання і пластичного стану тканин, які беруть у ньому участь. Все це об'єднується поняттям "умови зв'язку" біоланок у кінематичних парах. Кількість умов зв'язку (s) обмежує рухомість кожної ланки в парі, яка теоретично не може бути меншою за 1 і більшою, ніж 5 (/<,$<5). Практично біоланки рухового апарату людини відносно своєї пари мають від 1 до 3 ступенів вільності. Щоб визначити кількість ступенів вільності (Я) у біокінематичній парі, від максимально можливих рухів в тривимірному просторі віднімають кількість умов зв'язку в парі (H=6-s).
Залежно від кількості умов зв'язку (рис.7.1) біопари поділяються на класи (IH,IV,V).
Рис.7.1. Графічне зображення біокінематичних пар:а - V класу (ліктьовий суглоб); б - IV класу (суглоб кисті);в - III класу (плечовий суглоб).
Тоді рівняння для визначення Н будуть мати вигляд:
Н = 6-s = 6-3 = З - для біопар III класу;
Н = 6-s = 6-4 = 2 - для біопар IV класу;
Н = 6-s = 6-5 = 1 - для біопар V класу.
Для визначення кількості ступенів вільності біокінематичного ланцюга від максимально можливої величини ступеня вільності віднімається кількість умов зв'язку:
Н = 6К-5В5-4В4- ЗВ3 (6.1)
де К - кількість біокінематичних пар у ланцюзі; В 5 , В 4 і В з - кількість біокінематичних пар п'ятого, четвертого і третього класу, відповідно.
При розрахунку кількості ступенів вільності біокінематичного ланцюга відносно нерухомої ланки вводиться ще одна характеристика - кількість ступенів рухомості (Р)
Р = Н-6