ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.12.2021
Просмотров: 1219
Скачиваний: 3
7.3. Біомеханічні особливості рухового апарату верхніх кінцівок
Верхня кінцівка складається з трьох сегментів: плеча, передпліччя і кисті. Верхня кінцівка відносно плечового пояса має суму ступенів вільності, яка дорівнює 27; з них 7 ступенів припадає на суглоби кисті. З точки зору біомеханіки верхня кінцівка є незамкненим біокінематичним ланцюгом з кінематичними парами, які мають 1, 2 і 3 ступені вільності (табл.7.3).
|
№ |
Суглоб |
Кількість ступенів вільності суглоба |
|
1 |
Плечовий |
|
|
2 |
Ліктьовий |
3 |
|
3 |
Променел іктьовий |
1 |
|
4 |
Променезап' ястковий |
1 |
|
5 |
Зап'ястково-п'ястковий 1-ї п'ясткової кістки |
2 |
|
6 |
П'ястково-фаланговий суглоб 1-го пальця |
2 |
|
7 |
МІЖ фаланговий суглоб 1-го пальця |
1 |
|
8 |
П'ястково-фалангові суглоби II-V пальців |
1 |
|
9 |
Проксимальні фалангові суглоби II-V пальців |
2 |
|
10 |
Дистальні між фалангові суглоби II-V пальців |
1 1 |
Таблиця
7.3.
^ Суглоби
верхніх
кінцівок
... ~ ._ Кількість ступенів
№ Суглоб . . J -
вільності суглоба
-
Плечовий
-
Ліктьовий З
-
Променеліктьовий 1
-
Променезап'ястковий 1
-
Зап'ястково-п'ястковий 1-ї п'ясткової кістки 2
-
П'ястково-фаланговий суглоб 1-го пальця 2
-
Між фаланговий суглоб 1-го пальця 1
-
П'ястково-фалангові суглоби II-V пальців 1
-
Проксимальні фалангові суглоби II-V пальців 2
-
Дистальні між фалангові суглоби II-V пальців 1
1
Межі рухомості в суглобах верхніх кінцівок вказані у табл.7.4.
|
Назва суглоба |
Вид руху |
Анатомічно допустимий розмах руху, градуси |
|
Плечовий |
Згин-розгин |
120...150 |
|
|
Відведення |
90... 100 |
|
Ліктьовий |
Ротація |
70...80 |
|
|
Згин-розгин |
140...150 |
|
Променеліктьовий |
Пронація* - супинація** |
140... 170 |
|
|
Згин-розгин |
150...160 |
|
Променезап' ясткови й |
ВІдведення-приведення |
70...90 |
Таблиця
7.4
Межі
рухомості
в
суглобах
верхніх
кінцівок
Назва суглоба Вид руху Анатомічно допустимий
розмах руху, градуси
Плечовий Згин-розгин 120... 150
Відведення 90... 100
Ліктьовий Ротація 70...80
Згин-розгин 140.. .150
Променеліктьовий Пронація* - супинація** 140...170
Згин-розгин 150... 160
Променезап'ястковий ВІдведення-приведення 70...90
*Пронація (лат. - нахилений вперед) - обертання вперед і всередину, положення передпліччя, при якому відведений великий палець спрямований всередину до нейтральної осі тіла.
**Супинація (лат. - лежання на спині) - положення, рух, спрямований проти пронації.
Анатомічні межі рухливості значно перевищують розмахи рухів, які виконують здорові люди, тому вводять поняття біомеханічно виправданих амплітуд, які в 1,5-2 рази менші від анатомічних амплітуд рухливості і вимагають значно менших енергетичних затрат. Це значно полегшує побудову
штучних рухомих з'єднань, наприклад, у протезах, які призначені для виконання побутових рухів і нескладних робочих рухів. Можна обмежитись такими амплітудами рухомості: згин-розгин у ліктьовому шарнірі (120...125°), пронація-супинація передпліччя (90... 100°), згин-розгин кисті (50...60°).
7.4. Біомеханічні особливості рухового апарату нижніх кінцівок
Нижня кінцівка складається з трьох сегментів: стегна, гомілки і стопи. Між ногою і тазом, а також між кожною парою сегментів ноги при ходьбі утворюються так звані міжланкові кути. На рис.7.4 зображені графіки міжланкових кутів у тазостегновому суглобі (ТСС), колінному (КС), гомілковостопному (ГСС) і плюснофаланговому (ПФС) суглобах. Rz і RY -вертикальна і повздовжня складові реакцій, відповідно. Для графіків (рис.7.4) характерна строга періодичність. Існують діапазони зміни міжланкових кутів (які відповідають різним фазам ходьби), що властиві для норми.
При ходінні нижні кінцівки людини почергово наступають на поверхню і при цьому виникають сили реакцій поверхні.
Рис.7.4. Графіки міжланкових кутів (д>) і опорних реакцій (R) при ходінні у
нормі.
Для вертикальної складової опорної реакції характерною є присутність двох вершин, які відповідають передньому (опора на п'яту) і задньому {відштовхування передньою частиною стопи) поштовхам. їх амплітуда досягає (1,10...1,25) Р (Р - вага тіла), що пов'язане з Інерційною силою. Повздовжня сила має теж дві вершини різних знаків. Перша - відповідає передньому поштовху і спрямована вперед, а друга - відповідає задньому поштовху і спрямована назад. Максимальне значення повздовжньої реакції становить 0.25Р.
Ще одна складова опорної реакції - це поперечна сила, що виникає при переступанні з однієї ноги на іншу, завжди спрямована латерально * і досягає (8...10%)відР.
*Латеральний - (лат.) бік, сторона.
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.