Biomechanika jest to odniesienie zasad mechaniki do żywego organizmu zdrowego człowieka, jest częścią fizjologii ruchu.
Biomechanika kliniczna obejmuje zagadnienia mechaniki ciała człowieka w różnych dysfunkcjach ruchowych, jest częścią patologii ruchu.
Ruch ciała ludzkiego oprócz działania wewnętrznych i zewnętrznych sił, jest wynikiem działania innych czynników, które nie mogą zostać ujęte w sposób matematyczny.
Opisywanie ruchu ciała ludzkiego tylko w kategoriach praw mechaniki może okazać się błędne.
Istotą biomechaniki klinicznej jest porównanie normalnych i patologicznych zjawisk ruchu wraz z analizą możliwości korekcji tych patologii.
Biomechanika kliniczna korzysta także z innych informacji z zakresu fizykochemii.
Zakres czynny ruchu to taki, jaki uzyskamy aktywizując momenty sił mięśni działających na dany staw.
Zakres bierny ruchu uzyskuje się przy wykorzystaniu momentów sił zewnętrznych, przy czym mięśnie zachowują się biernie.
Ruchomość szkieletowa (wartość teoretyczna) na jaką pozwala kształt powierzchni stawowych łączących się kości.
Zakres ruchu w stawie (ruchomość) wyznaczony jest przez kąt, jaki zawiera się między skrajnymi (tzw. zwrotnymi) położeniami jednego z członów względem drugiego, unieruchomionego.
Pomiar zakresu ruchu stawu w danej płaszczyźnie to pomiar kąta, którego wierzchołek leży w osi stawu a ramiona to dwa skrajne położenia tego samego odcinka.
α z = α max - α z min
Goniometria - zasada pomiaru ruchomości stawów.
CIAŁO SWOBODNE; LICZBA STOPNI SWOBODY
Bryła sztywna może poruszać się w przestrzeni ruchem dowolnym, czyli stanowiącym sumę dwóch tzw. niezależnych rodzajów ruchów: postępowego i obrotowego.
Ciało swobodne na które nie zostały nałożone żadne więzy ma 6 stopni swobody ruchu.
PARA KINEMATYCZNA Jest to ruchome połączenie w stawie dwóch członów kostnych stanowiących elementy układu ruchu (najprostszy mechanizm).
Ruchomością pary kinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody ruchu jednego z członów pary względem drugiego, unieruchomionego.
Klasą pary kinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody (spośród sześciu) „utraconych” - przez jeden (każdy z obu) z członów pary - w wyniku nałożenia na nie więzów tworzących parę kinematyczną.
Np. staw kolanowy jest połączeniem IV klasy; ma nałożone cztery więzy przez kształt geometryczny powierzchni stawowych i otaczających go więzadeł..
Łańcuch kinematyczny (zwany również łańcuchem stawowym) to kombinacja szeregu stawów łączących sukcesywnie segmenty kostne. Jest to złożona jednostka mechaniczna lub motoryczna.
Ruchliwością łańcucha kinematycznego nazywamy liczbę stopni swobody członów ruchomych łańcucha względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden, dowolnie wybrany człon.
5
W = 6n - Σ Pi * i
i=3
W - ruchliwość łańcucha kinematycznego
n - liczba ruchomych członów (bez podstawy)
i - klasa pary kinematycznej
Pi - liczba par i-tej klasy
Łańcuch kinematyczny otwarty - to łańcuch o konfiguracji szeregowej, którego ogniwa nie tworzą struktur zamkniętych, obwodowe segmenty kostne kończą się w przestrzeni wolno. Np. kończyny i kręgosłup.
Łańcuch kinematyczny zamknięty - to taki, w którym występują połączenia ruchów miedzy wszystkimi członami, tworząc pierścień lub zamknięty obwód. Np. klatka piersiowa, w której żebro wraz ze swym połączeniem mostkowym i kręgowym tworzy pierścień.
Układ ruchu człowieka zawierający kości - człony sztywne i stawy - połączenia ruchowe, uznajemy za biomechanizm.
144 człony ruchome (względem podstawy czaszki);
143 pary kinematyczne:
3 st. sw. czyli III klasa - 29 par
2 st. sw. czyli IV klasa - 33 pary
1 st.sw. czyli V klasa - 81 par.
KOMPENSACJA
Złożony proc zmierzający do wyrównania braków w ustroju, zastąpienia czynności uszkodz narządów i przystosowania się do środowiska w warunkach morfologicznych i czynnościowych schorzeń lub urazów. Proc kompensacyjne polegają na odtwarzaniu czynności całego narządu ruchu lub jego części za pomocą środków zastępczych organizmu ludzkiego.
PRAWA KOMPENSACJI
Każdy żywy organizm ma mechanizmy fizjologiczne pozwalające na zastąpienie funkcji różnych narządów, których prawidłowe działanie zostało zaburzone wskutek defektu wywołanego chorobą, urazem czy innymi czynnikami o charakterze destrukcyjnym.
Uruchomienie rezerw czynnościowych (kompensacyjnych) może nastąpi tylko w sytuacji zaburzenia czynności podstawowych mechanizmów fizjologicznych, odpowiedzialnych za daną funkcję.
Procesy kompensacji zostają uruchomione bez udziału woli i niezależnie od tego, który narząd został uszkodzony. Samoistny rozwój tych procesów przeważnie nie jest korzystny dla odzyskania utraconych funkcji i dlatego wymaga sterowania przez terapeutę.
Powrót, reedukacja utraconych funkcji nie jest procesem trwałym. Wymaga stałego treningu przy zmieniających się, korzystnie dobieranych bodźcach fizjologicznych, których skuteczność musi być „potwierdzana” przez analizator kinestetyczny.
Analizator kinestetyczny (przekaźnik czucia głębokiego)jest pojęciem czynnościowym, składa się z zespołów komórek i dróg nerwowych wyspecjalizowanych w odbiorze, przetwarzaniu i syntetyzowaniu bodźców przekazywanych z obszaru narządu ruchu do ośrodkowego układu nerwowego - do kory mózgowej.
KOMPENSACJA ZALEŻY OD:
stopnia dojrzałości uszkodzonej struktury (niedojrzałe struktury są trudniejsze do skompensowania)
stopnia zróżnicowania uszkodzonej czynności (najwyżej zróżnicowane - najtrudniej podlegają kompensacji)
stopnia zlokalizowania czynności w morfologicznie odrębnych strukturach u. nerwowego
wielkości i lokalizacji ogniska chorobowego w u. nerwowym
szybkości powstania uszkodzenia
ogólny stan chorego
motywacji
wieku chorego
stosowania odpowiednich technik kinezyterapeut.
KOMPENSACJA W ZAKRESIE NARZĄDU RUCHU DOTYCZY:
zaburzeń dynamicznych
zaburzeń statycznych
zaburzeń mieszanych
ubytków anatomicznych, upośledzenia czucia, zaburz równowagi
KOMPENSACJA ZABURZEŃ DYNAMICZNYCH
Kompensacja bezpośrednia (substytucja sił mięśni) - zastąpienie brakujących sił mięśni siłami działającymi tak samo lub podobnie, zazwyczaj w bliskim sąsiedztwie.
Kompensacja pośrednia (substytucja czynności) - (dotyczy całej grupy mięśni i brak jest sił działających podobnie), zastąpienie ruchu niemożliwego do wykonania ruchem bądź ruchami najbardziej użytecznymi do wykonania zamierzonej czynności.
KOMPENSACJA ZABURZ STATYCZNYCH DOTYCZY NAJCZĘŚCIEJ ZAGIĘC OSIOWYCH KKD, KREGOSŁUPA LUB SKRÓCENIA JEDNEJ Z KD.
Kompensacja jest wyrazem odruchu ortostatycznego, który zapewnia pionowe ustawienie przez przesunięcie środka ciężkości ciała ponad płaszczyznę podparcia.
Kompensacja wygięć kkd i kręgosłupa stworzenie i utrzymanie przeciwwygięc segmentach sąsiednich, dostatecznie ruchomych.
KOMPENSACJA SKRÓCEŃ PRZEZ:
końskie ustawienie stopy
skośne ustawienie miednicy
czynnościowe skrócenie kończyny dłuższej (zgięcie w kolanie i biodrze)
Kompensacja zaburzeń mieszanych statyczno-dynamicznych stwarza największe trudności choremu i zespołowi leczącemu. Może wywoła szereg niekorzystnych zmian w ustroju przez nadmierne obciążenie układu krążenia oraz odcinków kompensacyjnych.
Adaptacja - przystosowanie (psychiczne i organiczne) do zmniejszonej sprawności ważnych narządów w następstwie choroby lub wypadku.
KOMPENSACJA:
percepcyjna
poznawcza
werbalna
Kompensacja percepcyjna → wytwarzana jest u osób niewidomych i głuchych - powoduje podniesienie sprawności całego procesu percepcji (spostrzegania) w związku z brakiem jednego ze zmysłów. Zachowane zmysły nabierają nowego znaczenia i wartości.
Kompensacja poznawcza → (u niewidomych i głuchych) - powoduje przejęcie utraconej lub uszkodzonej funkcji jednego zmysłu przez pozostałe.
Kompensacja werbalna → (niewidzący i niedowidzący) - zastępowanie funkcji brakującego narządu wzroku przez wykorzystanie funkcji poznawczej mowy (słów).
PATOBIOMECHANIKA RĘKI
Anatomicznie, ręka stanowi część narządu ruchu, ale praktycznie jest to oddzielny narząd o wielu funkcjach.
Reprezentacja ręki w ośrodkowym układzie nerwowym obejmuje prawie 1/3 pola ruchowego i czuciowego, co świadczy o ważności tego narządu.
Ręka nie jest tylko narządem chwytnym, ale także czucia. Niewidomym zastępuje wzrok, głuchoniemym mowę. Gestykulacja rąk to wyrażanie stanu psychicznego.
Nawet stosunkowo niewielkie zmiany prowadzą do uszkodzenia delikatnej struktury anatomicznej i powodują ograniczenia funkcji.
Na funkcję chwytną ręki składa się:
jakość chwytu
wartość chwytu
sterowanie, czyli zdolność manipulacyjna
Jakość chwytu jest to zdolność dostosowania się ręki do trzymanego przedmiotu. Uwarunkowana jest głównie prawidłowym zakresem ruchów w stawach.
Jako układ mechaniczny ręka ma 19° swobody - co warunkuje doskonałą zdolność chwytną.
Podstawowe chwyty:
opuszkowy
szczypczykowy (dwu- i trzypunktowy)
cylindryczny
koncentryczny
hakowy
młotowy
Chwyt opuszkowy (boczny) i szczypczykowy należą do grupy chwytów precyzyjnych.
Chwyt hakowy i młotowy należą do grupy chwytów siłowych.
Chwyty funkcjonalne: cylindryczny, koncentryczny.
Wartość chwytu - jest to zdolność ręki do przenoszenia obciążeń zewnętrznych. Uwarunkowana ona jest siłą mięśniową, sprawnym układem więzadłowym, kierunkiem działania siły zewnętrznej i wielkością współczynnika tarcia między ręką a przedmiotem.
Rozróżnia się trzy kierunki działania siły:
Gdy siła zewnętrzna jest prostopadła do osi poprzecznej ręki (chwyt hakowy) - niesienie walizki. W tym układzie tarcie między ręką a przedmiotem jest najmniejsze.
Gdy siła zewnętrzna skierowana jest równolegle do osi poprzecznej ręki (chwyt cylindryczny) - podciąganie się przy poręczy schodów. Tarcie między ręką a przedmiotem jest największe.
Gdy siła zewnętrzna przenoszona jest na rękę przez układ dźwigniowy (chwyt młotowy) - krajanie chleba. W tym układzie ręka jest rozwierana przez ramię dźwigni, a tarcie między przedmiotem trzymanym i ręką nie jest duże.
W chwycie cylindrycznym i młotowym powierzchnie stawowe ręki są dociskane przez siły wewnętrzne ręki.
W chwycie hakowym powierzchnie stawowe są rozciągane przez siły zewnętrzne, a równoważące je siły wewnętrzne przenoszone są głównie przez więzadła.
Zjawisko takie ma ogromne znaczenie w przypadku pracy ręki „reumatoidalnej”. Chwyt cylindryczny i młotowy wyzwalają nawet przy niskich obciążeniach zewnętrznych ból, który ogranicza wielkość siły.
Natomiast w chwycie hakowym ból nie pojawia się nawet przy wyższych obciążeniach. Chory nie jest w stanie podnieść szklanki z wodą (cylindryczny), natomiast podniesie znacznie cięższe wiadro (hakowy).
Zdolność manipulacyjna uwarunkowana jest prawidłowa funkcją układu nerwowego i prawidłową strukturą układów dynamicznych ręki.
W ręce reumatoidalnej ograniczenie sprawności spowodowane jest zmianami anatomicznymi i bólem.
Natomiast w przypadku zespołu kanału nadgarstka bezpośredni ucisk na nerw pośrodkowy i zaburzenia czucia są neurogenną przyczyną ograniczenia sprawności.
Pole pracy ręki zależy głównie od ruchomości stawu MCP (śródręczno-paliczkowy). Przy sztywnym stawie MCP, a ruchomym Pip (międzypaliczkowym bliższym) i DiP (międzypaliczkowym dalszym) pole pracy jest małe. Większe pole pracy występuje przy ruchomym MCP, a sztywnych, w lekkim zgięciu stawach międzypaliczkowych.
Ograniczenie zgięcia w MCP może występować na skutek:
przykurczu więzadeł pobocznych;
Więzadła poboczne mają swoje przyczepy umiejscowione ekscentrycznie w stosunku do osi obrotu. W wyproście są one rozluźnione - co pozwala na ruch odwodzenia palców, w zgięciu są napięte - co wyklucza ruch odwodzenia.
Przykurcz więzadeł pobocznych ogranicza ruch odwodzenia i zgięcia. Jeśli chory nie może wykona w pozycji wyprostnej stawów MCP odwodzenia palców, wskazuje to na przykurcz więzadeł pobocznych.
przykurcz mięśni prostujących palce;
Mięśnie prostujące palce, w zależności od zgięcia nadgarstka, zbliżają (zgięcie grzbietowe) lub oddalają (zgięcie dłoniowe) swoje przyczepy. Ograniczenie zgięcia w stawach MCP, przy równoczesnym zgięciu dłoniowym nadgarstka, świadczy o przykurczu mięśni prostujących palce.
Ograniczenie chwytu ręki jest wynikiem ograniczenia ruchów w stawach. Im więcej stawów (stopni swobody) bierze udział w danym chwycie, tym szybciej w „ręce reumatoidalnej” występuje ograniczenie danego chwytu.
Z badań wynika, że chwyt szczypczykowy (1° swobody) jest zachowany w 96% osób badanych (z ręką „reumatoidalną”).
Natomiast chwyt cylindryczny (19° swobody) jest zachowany w 67% badanych.
Układ więzadłowy odgrywa ważną rolę w przenoszeniu zewnętrznych obciążeń, tak jak układ mięśniowy. Więzadła poboczne MCP w zgięciu ulegają napięciu i dociskają powierzchnie stawowe, zwiększając w ten sposób stabilizację stawów.
Masa mięśni zginających palce jest nieduża w stosunku do siły jaką może wyzwolić ręka w chwycie.
Długie mięśnie zginające i prostujące palce biegną nad stawem nadgarstkowym, śródręczno-nadgarstkowym i śródręczno-paliczkowym.
Uszkodzenie aparatu więzadłowego tych stawów powoduje rozluźnienie stawów, zmniejszenie ich stabilizacji, siły a to prowadzi do powstania deformacji.
*Objawem rozluźnienia aparatu więzadłowego stawu nadgarstkowego jest występowanie ruchu szufladkowego, a w przypadkach zaawansowanych - podwichnięcia dłoniowego nadgarstka.
*W stawie nadgarstkowo-śródręcznym objawem rozluźnienia aparatu więzadłowego jest występowanie biernego ruchu patologicznego II i III kości śródręcza w kierunku dłoniowym i grzbietowym.
Rozluźnienie tych więzadeł powoduje patologiczną ruchomość w tych stawach, co prowadzi do zmiany kształtu sklepienia podłużnego ręki. Uniesienie główki II kości śródręcza w stronę grzbietową stanowi jeden z głównych elementów deformacji ulnarnej palców.
*Objawem rozluźnienia więzadeł pobocznych w stawie MCP jest występowanie biernego ruchu odwodzenia w zgięciu w tych stawach. W warunkach prawidłowych ruch ten na skutek napięć więzadeł pobocznych nie występuje.
W ręce reumatoidalnej rozluźnienie więzadeł występuje na skutek uszkodzenia układu więzadłowego przez proces zapalny lub na skutek zniszczenia powierzchni stawowych co wtórnie prowadzi do rozluźnienia więzadeł.
Większe zgięcie grzbietowe u chorych z chorobami reumatoidalnymi, na skutek współistniejących ograniczeń ruchów pro- i supinacji przedramienia, ruchów w stawach łokciowych i barkowych, ogranicza wykonanie wielu czynności z zakresu samoobsługi (mycie, jedzenie).
W ręce reumatoidalnej występują trzy zasadnicze deformacje:
odwiedzenie łokciowe palców
palce butonierkowate
łabędzie szyjki
Czterostopniowy podział deformacji:
I° - deformacja może być skorygowana przez pacjenta
II° - deformacja może być skorygowana biernie, a korekcja utrzymana czynnie
III° - deformacja może być skorygowana biernie, a korekcja nie może być utrzymana czynnie
IV° - deformacja nie może być skorygowana biernie
Odchylenie ulnarne palców I i II° w początkowym okresie jest kompensowane przez promieniowe odwiedzenie nadgarstka, co nadaje ręce wygląd bagnetowaty.
Ulnaryzacja palców to trwałe odchylenie palców w stronę łokciową w stawach śródręczno-paliczkowych z równoczesnym ich podwichnięciem dłoniowym.
Deformacja typu „łabędziej szyjki” powstaje przy uszkodzeniu płytki chrzęstnej dłoniowej stawu międzypaliczkowego bliższego, powodujące oderwanie jej przyczepu od paliczka podstawowego, co w następstwie zaburza równowagę mięśniową palca.
Deformacja typu „łabędziej szyjki” ogranicza znacznie zdolność chwytu. W utrwalonych deformacjach pole pracy ręki jest zmniejszone o połowę.
W tej deformacji paliczek środkowy i paliczek bliższy nie biorą udziału w chwycie.
Na skutek przeprostu w stawach PiP zmienione są warunki anatomiczne, co prowadzi do zmniejszenia siły chwytu. Tak więc zarówno jakość chwytu jak i siła są ograniczone.
Zaburzenia czynności i funkcji mogą być związane z uszkodzeniem układu nerwowego.
Uszkodzenie poszczególnych nerwów daje dość typowe ustawienie odpowiednich odcinków.
Ustawienia te wynikają oczywiście z wypadnięcia funkcji mięśni - zgodnie z unerwieniem obwodowym.
Uszkodzenie górnej części splotu ramiennego - następuje wyprostno-przywiedzeniowe ustawienie kończyny z jej rotacją wewnętrzną (ręka kelnera).
Utrudnione są ruchy przeciwne do tego ustawienia, upośledzone jest sięganie - występuje ograniczenie zasięgu ruchu, natomiast zachowana jest czynność chwytna ręki.
Uszkodzenie dolnej części splotu ramiennego - zachowane jest sięganie, natomiast występuje upośledzenie chwytania.
Zróżnicowanie zaburzenia chwytu zależy od przewagi uszkodzenia gałązek prowadzących do jednego z nerwów przedramienia.
Uszkodzenie nerwu promieniowego - daje „rękę opadającą”. Zniesione jest odwracanie wyprostowanego przedramienia, prostowanie palców w stawach śródręczno-paliczkowych oraz odwodzenie kciuka a przede wszystkim nie może prostować ręki w nadgarstku.
Podczas zaciskania pięści brak fizjologicznego współruchu - grzbietowego zginania nadgarstka.
Powoduje to upośledzenie chwytu siłowego, pomimo zachowanej siły zginaczy (tzw. aktywna niewydolność zginaczy palców).
Uszkodzenie nerwu promieniowego:
zranienia postrzałowe
zakleszczenie nerwu w szczelinie złamania trzonu kości ramiennej
przy gojeniu złamania nerw może być objęty kostniną i ulec późnemu uszkodzeniu.
Uszkodzenie nerwu pośrodkowego - powoduje upośledzenie nawracania przedramienia, i zginania nadgarstka. Zaznacza się niemożliwość zginania kciuka i palców - wskazującego i środkowego.
Podczas zaciskania ręki w pięśc przyjmuje ustawienie tzw. „ręki kaznodziei”.
Niemożliwe jest przeciwstawianie czubków kciuka do czubków pozostałych palców (chwyt kleszczowy) co upośledza chwyt precyzyjny, utrudnia to podnoszenie małych przedmiotów oraz ich identyfikację bez kontroli wzrokowej.
Natomiast brak stabilizacyjnego działania kciuka, osłabiony jest również chwyt siłowy.
Uszkodzenie nerwu pośrodkowego:
najczęstsze uszkodzenie w czasie urazów ręki.
Uszkodzenie nerwu łokciowego - powoduje charakterystyczne ustawienie ręki, określanej mianem „ręki szponowatej”.
Występuje niemożność przywodzenia ręki (zgięcia łokciowego nadgarstka) i zgięcia dystalnych paliczków palca IV i V. Palce te są przeprostowane o około 30° w stawach śródręczno-paliczkowych.
Pewnemu upośledzeniu ulega odwodzenie i przywodzenie palców, dużemu natomiast przywodzenie kciuka.
Występuje upośledzenie chwytu szczypcowego, z powodu niemożności „otoczenia” przedmiotu palcami oraz osłabienie przywodziciela kciuka - upośledzony jest chwyt siłowy.
Najważniejsze zaburzenia dotyczą chwytów i ruchów precyzyjnych, uniemożliwiających pisanie, szycie.
Powyższe upośledzenia czynności chwytnej kompensowane są chwytem drugorzędowym.
Niekiedy niezbędne jest zastosowanie specjalnych pomocy ortopedycznych, poprawiających tę czynność.
ZNIEKSZTAŁCENIA PALCÓW RĘKI - PALEC MŁOTECZKOWATY
Uszkodzenie prostowników na wysokości stawu międzypaliczkowego dalszego. Paliczek obwodowy - w pozycji zgięciowej bez możliwości czynnego wyprostowania.
ZNIEKSZTAŁCENIA PALCÓW RĘKI - PALEC SZPONOWATY
Porażenie mięśni wewnętrznych ręki. Palec ustawiony jest w pozycji półzgięciowej w stawach międzypaliczkowych i w pozycji przeprostnej w stawie śródręczno-paliczkowym.
ZNIEKSZTAŁCENIA PALCÓW RĘKI - PALEC BUTONIERKOWATY
Dłoniowe zwichnięcie pasm skośnych rozcięgna grzbietowego palca. Przykurcz zgięciowy w stawie międzypaliczkowym bliższym, wyprost w stawie międzypaliczkowym dalszym. Przeprost w stawie śródręczno-paliczkowym - możliwość pełnego zakresu ruchu w tym stawie.
PRZYKURCZ VOLKMANA
Powikłanie złamań w okolicy łokcia głównie wyprostne złamania nadkłykciowe kości ramiennej.
Dochodzi do ucisku i drażnienia tętnicy ramiennej przez odłam kości ramiennej.
Stabilizacja stawu śródręczno-paliczkowego w wyproście nie pozwala na równoczesne bierne zgięcie w stawach międzypaliczkowych. Bierne zgięcie w stawach paliczkowych jest możliwe pod warunkiem biernego zgięcia w stawie śródręczno-paliczkowym.
Przykurcz mięśni wewnętrznych ręki.
PATOBIOMECHANIKA POSTAWY
„Postawa ciała nazywamy sposób trzymania się człowieka w swobodnej pozycji stojącej, albo swobodny układ ciała w tej pozycji, uwarunkowany podłożem morfologicznym i funkcjonalnym oraz odpowiednim nawykiem ruchowym”.
Dotyczy wzajemnej kompozycji poszczególnych odcinków ciała względem siebie oraz względem środkowej linii ciała, w nawykowo utrzymywanej pozycji stojącej.
Określenie prawidłowa pozycja ciała nie da się jednoznacznie zdefiniować, przedstawia się jako więc uwarunkowania postawy, oraz kryteria jakie postawa powinna spełniać.
Czynniki decydujące o ukształtowaniu postawy: rasa, typ somatyczny, wiek i płeć, czynnik genetyczny - podobna postawa ojca i syna, podobne anomalia postawy u przedstawicieli różnych pokoleń rodziny.
Postawa ciała jest również wyrazem fizycznego i psychicznego stanu człowieka, zależy od wpływów kulturowych środowiskowych, trybu życia, rodzaju pracy, a nawet od pory dnia i stopnia zmęczenia.
Ważny jest wpływ otoczenia w okresach kształtowania postawy dziecka - początek okresu szkolnego, oraz skok pokwitaniowy.
Liczne uwarunkowania, zmienne czynniki - niemożliwe i bezcelowe jest skonstruowanie jednego tylko wzorca postawy idealnej. Podstawowa cecha postawy jest między i wewnątrzosobnicza zmienność.
KRYTERIUM PRAWIDŁOWEJ POSTAWY
Prawidłowa postawa ciała powinna:
zapewniać zrównoważenie i stabilność ciała
stanowic dogodną pozycję wyjściową dla różnych ruchów
zapewnić dużą wydolność statyczno-dynamiczną
zapewnić ekonomię wydatku energetycznego
nie zaburzać czynności narządów wewnętrznych
spełniać wymogi estetyczne i psychologiczne
WYZNACZNIKI POSTAWY UWAŻANEJ ZA PRAWIDŁOWĄ (WG MILANOWSKIEJ)
Płaszczyzna czołowa: symetria względem osi długiej ciała
Pion spuszczony ze środka guzowatości potylicznej zewnętrznej rzutuje na wyrostki kolczyste kręgosłupa (oś kręgosłupa musi pokrywać się z rzutem pionu), przebiegać przez szparę międzypośladkową i padać na środek tzw. czworoboku podparcia.
Ustawienie analogicznych odcinków ciała po lewej i prawej stronie osi - symetryczne, jednakowo oddalone (odsunięte lub odchylone), muszą znajdować się na identycznym poziomie (barki, łopatki, trójkąty talii, kolce biodrowe przednie górne, kolana i stopy).
Płaszczyzna strzałkowa
Asymetryczny jest układ przedniej i tylnej „połowy” ciała. Prawidłowa postawa jest gdy: głowa nie jest wysunięta do przodu, klatka piersiowa dobrze wysklepiona, a brzuch nie wystaje przed klatkę piersiową, a pion rzutujący na otwór słuchowy zewnętrzny rzutuje nieco do przodu od stawu ramiennego, biodrowego, kolanowego i skokowego górnego.
Płaszczyzna pozioma
W postawie prawidłowej nie powinny występować żadne objawy wskazujące na wzajemne zrotowanie się (skręcenie) sąsiadujących ze sobą odcinków ciała.
Dodatkowy element prawidłowej postawy to:
właściwe ustawienie stóp oraz wykształcenie ich łuków
odpowiednie odchylenie kątowe (kąty szyjkowo-udowe i udowo-podudziowe (fizjologiczna koślawość kolan).
BIOMECHANICZNA ANALIZA POSTAWY CIAŁA
Postawa ciała jest pojęciem nie tylko anatomicznym, odnoszącym się do budowy i rozmieszczenia poszczególnych części ciała, ale przede wszystkim pojęciem funkcjonalnym. Stanowi określony nawyk ruchowy, który kształtuje się na przestrzeni całego życia.
Na człowieka działają dwa rodzaje sił:
zewnętrzne (ciężkości, bezwładności, tarcia)
wewnętrzne (mięśnie, sprężystości aparatu ruchowego)
Przy zachowaniu postawy, siły i ich momenty muszą być w równowadze (wewnętrzne i zewnętrzne).
N N
Σ Fi = 0 Σ Fi ri = 0
i = 1 i = 1
F - siła
r - ramię działania siły
Z powyższego równania wynika, że dla zachowania postawy wyprostowanej potrzebna jest praca mięśni o charakterze statycznym.
Biologiczne pojęcie pracy statycznej
L = F * t * z
t - czas trwania napięcia w mięśniu
z - współczynnik zużycia energii\
ZA UTRZYMANIE POSTAWY W POZYCJI PIONOWEJ ODPOWIEDZIALNE SĄ:
z przodu
pochyłe szyi
mięśnie skośne i prosty brzucha
mięsień czworogłowy uda
piszczelowy przedni
z tyłu
mm. podpotyliczne
prostownik grzbietu
lędźwiowy większy
m. pośladkowy wielki
m. trójgłowy łydki
W układzie prawidłowej postawy szczególną rolę spełnia miednica. W prawidłowych warunkach miednica jest pochylona do przodu (kąt między linią poziomą a płaszczyzną wchodu miednicy mniejszej) - kąt ten wynosi u mężczyzn 50-55°, u kobiet 55°.
kąt > 60° - hiperlordoza lędźwiowa
kąt < 50° - zmniejszenie fizjologicznej lordozy (pionowe ustawienie miednicy).
Patologiczne ustawienie miednicy może być przyczyną patologicznych zmian kręgosłupa.
ZMIANA POCHYLENIA MIEDNICY ZALEŻY OD MIĘŚNI:
z przodu
biodrowo lędźwiowy (m. iliopsoas)
prosty uda (m. rectus femoris)
z tyłu
czworoboczny lędźwi (m. quadratus lumborum)
prostownik grzbietu (m. erector spinae)
Wzmocnienie w/w mięśni, powoduje zwiększenie przodopochylenia miednicy. Jest to pierwszy układ.
Drugi układ - wzmocnienie tych mięśni powoduje zmniejszenie przodopochylenia miednicy:
z przodu - mm. brzucha
prosty (m. rectus abdimnis)
skośny zewnętrzny (m. obliquus ext. abdomnis)
skośny wewnętrzny (m. obliquus int. abdomnis)
poprzeczny (m. transversus abdomnis)
z tyłu - mm. pośladkowe
wielki (m. gluteus maximus)
średni (m. gluteus medius)
mały (m. gluteus minimus)
mm. kulszowo-goleniowe
m. półbłoniasty (m. semimebranosus)
m. półścięgnisty (m. semitendinosus)
m. dwugłowy uda (m. biceps femoris)
m. przywodziciel wielki (m. adductor magnus)
PRZYCZYNY ZABURZEŃ STATYKI CIAŁA
Właściwy podział przyczyn wad postawy to trzy podstawowe grupy czynników:
funkcjonalne (czynnościowe)
wady rozwojowe
czynniki chorobowe (patofizjologiczne)
Czynniki funkcjonalne - np.
zaburzenia wydolności statyczno-dynamicznej w okresach szybkiego wzrostu;
w trakcie długotrwałej choroby i po jej zakończeniu;
wynikające z przemęczenia czy odcinkowego przeciążenia.
Wady rozwojowe - zaburzają budowę ciała a tym samym jego statykę, dotyczą głównie układu kostno-stawowego. Są pośrednimi przyczynami wad. Jedne z nich są dziedziczne, inne jako skutek uszkodzenia do których dochodzi w trakcie życia płodowego. Wady te dotyczą najczęściej kręgosłupa oraz kończyn dolnych.
WADY ROZWOJOWE KRĘGOSŁUPA
zmiany związane z niedorozwojem części jednego lub kilku kręgów (półkręgi lub kręgi klinowe) - zaburzają prawidłowe ułożenie sąsiednich kręgów i powodują boczne skrzywienie kręgosłupa.
dodatkowe żebra - zaburzające rozwój sąsiednich kręgów.
zrosty (bloki) kręgów i ich przesunięcia - ograniczają odcinkową ruchomość i wydolność statyczną, są więc podłożem dla rozwoju wad postawy.
WADY ROZWOJOWE KOŃCZYN DOLNYCH
Mogą dotyczyć całych kończyn lub ich odcinków.
wrodzone braki i ubytki tych kończyn
dysplazja i wrodzone zwichnięcie stawu biodrowego
wady stóp („jednopłaszczyznowe” i złożone)
CZYNNIKI CHOROBOWE
Przyczyny:
osteogenne
miogenne
neurogenne
ZMIANY PATOLOGICZNE UKŁADU KOSTNO-STAWOWEGO O CHARAKTERZE:
zmian zapalnych
zwyrodnieniowo-wytwórczych
nowotworowych
zaburzeń gospodarki wapniowo-fosforowej
martwic aseptycznych
urazowych uszkodzeń tego układu
ZMIANY CHOROBOWE MIĘŚNI
choroby przebiegające z zanikiem mięśni (dystrofie mięśniowe)
stany po urazach mięśni i ścięgien
ZMIANY CHOROBOWE UKŁADU NERWOWEGO
uszkodzenia ośrodkowego układu nerwowego (części piramidowej, np. udar mózgu czy mózgowe porażenie dziecięce) porażenia spastyczne o różnej lokalizacji (porażenia połowicze , dwu- czy czterokończynowe), przynoszą patologiczne synergizmy mięśniowe
uszkodzenia rdzenia kręgowego - porażenie lub niedowład mięśni odcinków ciała położonych poniżej miejsca uszkodzenia (paraplegia) co w różnym stopniu upośledza możliwości utrzymywania pozycji stojącej
Dla taktyki postępowania korekcyjnego musimy określić tzw. korektywność zaobserwowanych zmian. Musimy ocenić czy pogłębienie krzywizn łatwo poddaje się korekcji, czy też jest to „twarde” zniekształcenie.
STOPNIE KOREKTYWNOŚCI
I° - gdy możliwa jest pełna czynna korekcja wady
II ° - gdy korekcja czynna jest tylko częściowa, ale możliwa jest jeszcze korekcja bierna (odciążenie, wyciąg - pozycja hiperkorekcyjna)
III° - gdy brak jest pełnych możliwości nawet biernej korekcji.
PODZIAŁ PRZEBIEGU ROZWOJU WAD POSTAWY NA OKRESY, KTÓRY ODDAJE STOPIEŃ ZAAWANSOWANIA WADY
okres zmian czynnościowych, zmiany napięcia, osłabienia niektórych mięśni oraz podobne zmiany w układzie torebkowo-więzadłowym.
okres pierwszych zmian morfotycznych (przykurczy jednych a rozciągnięć innych mięśni, przykurczy torebkowych czy cech niestabilności niektórych stawów)
okres zmian strukturalnych (zniekształcenia kości, utrwalone przykurcze i ograniczenia ruchomości, zwłóknienia miękkich elementów okołostawowych, przewlekła niestabilność stawowa)
WADY KRĘGOSŁUPA W PŁASZCZYŹNIE STRZAŁKOWEJ
istota tych wad jest pogłębienie lub zmniejszenie fizjologicznych wygięć kręgosłupa
pogłębienie kifozy piersiowej, tzw. plecy okrągłe
pogłębienie lordozy lędźwiowej, tzw. plecy wklęsłe
pogłębienie kifozy piersiowej i lordozy lędźwiowej - plecy okrągło-wklęsłe
brak fizjologicznych wygięć kręgosłupa - plecy płaskie.
PLECY OKRĄGŁE (dorsum rotundum)
nadmierne wygięcie kręgosłupa ku tyłowi
w górnym, piersiowym odcinku jest to postać kifotyczna
cały kręgosłup - jest to postać „siedzeniowa” lub inaczej kifoza totalna
Osłabienie mięśni grzbietu, wysunięcie do przodu głowy i barków, przykurcz mięśni klatki piersiowej - funkcja oddechowa klatki piersiowej jest upośledzona.
Przyczyny:
następstwo chorób: krzywica, gruźlica, choroba Scheuermanna, zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa
dystonia mięśniowa (zaburzenie równowagi napięć mięśniowych mm. grzbietu np. w wyniku przeciążenia prostowników grzbietu - niewłaściwa pozycja przy pracy lub nauce.
PLECY WKLĘSŁE (dorsum concavum)
nadmierne pogłębienie lordozy lędźwiowej
mogą być wadą wrodzoną lub nabytą
najliczniejszą grupę stanowią przypadki nabytych pleców wklęsłych jako skutek dystonii mięśniowej
Lokalizacja zmian:
pogłębienie fizjologicznej lordozy bez zmian lokalizacji (hiperlordoza lędźwiowa), która ma tendencje w odcinku piersiowym do kompensacyjnego pogłębienia kifozy piersiowej
przemieszczenie szczytu lordozy, połączone ze zmianami jej rozległości, więc rozróżniamy:
* lordozę niską - krótką, z towarzyszącą jej kifozą o długim łuku
* lordozę wysoką - długą, która obejmuje wygięciem lordotycznym dolny odcinek piersiowy, dochodzi czasem do Th6, z towarzyszącą jej kifozą wysoką krótką.
PLECY OKRĄGŁO-WKLĘSŁE (dorsum rotundo-convacum)
zwiększona lordoza lędźwiowa i kifoza piersiowa
pierwotna przyczyna to zwiększony kąt przodopochylenia miednicy w związku tym zwiększa się lordoza lędźwiowa, a na drodze odcinkowej kompensacji - pogłębienie kifozy piersiowej.
zmienia się stan mięśni i więzadeł: rozciągnięcie mięśni prostownika grzbietu odcinka piersiowego, a skrócenie w odcinku lędźwiowym; przykurcz mięśni obręczy barkowej i klatki piersiowej; zwiększona lordoza - przesuwa narządy jamy brzusznej ku przodowi i pod ich naporem ulegają rozciągnięciu mięśnie brzucha; osłabienie mięśni pośladkowych.
PLECY PŁASKIE (dorsum planum)
spłaszczenie lub brak fizjologicznych wygięć kręgosłupa
brak krzywizn powoduje wypadnięcie funkcji amortyzacyjnej kręgosłupa
poszczególne elementy kręgosłupa ulegają przeciążeniu i prowadzą do zmian zwyrodnieniowych
istnieje skłonność do powstawania bocznych skrzywień kręgosłupa
występuje upośledzenie pojemności i ruchomości klatki piersiowej
MECHANIZM PUTIEGO
Kompensacyjny, w którym funkcja stabilizacyjna przypada nie tyle osłabionym mięśniom antygrawitacyjnym co sile ciężkości. Konieczne jest przeniesienie rzutu środka ciężkości na stronę prostowników tj. poza oś stawu biodrowego i przed staw kolanowy.
Występuje jako kompensacja np. w przeproście biodra, końskostopiu, przy znacznych niedowładach mięśnia czworogłowego.
BOCZNE SKRZYWIENIE KRĘGOSŁUPA (scoliosis)
jest to odchylenie od osi anatomicznej całego kręgosłupa lub jego odcinka w płaszczyźnie czołowej, która pociąga za sobą wtórne zmiany w układzie narządu ruchu, klatce piersiowej i narządach wewnętrznych.
Osiową równowagę kręgosłupa utrzymują mięśnie oraz napięcie układu więzadłowo-torebkowego.
Zasadniczą rolę odgrywają głębokie mm. grzbietu (określane jako prostowniki grzbietu - ze względu na funkcję), wyróżniamy dwa układy pasm:
pasmo przyśrodkowe mm. głębokich grzbietu:
międzykolcowe
poprzeczno-kolcowe
dźwigacze żeber
wielodzielne
skręcające
pasmo boczne mm. głębokich grzbietu, które tworzą mięśnie boczne w stosunku do osi mechanicznej kręgosłupa:
mm. międzypoprzeczne
prostownik grzbietu:
- biodrowo-żebrowy
- najdłuższy grzbietu
mm. płatowe o przebiegu kolcowo-poprzecznym
W warunkach prawidłowych kręgosłup zachowuje pionową postawę z fizjologicznymi wygięciami dzięki wewnętrznej równowadze (elementy bierne i czynne).
Elementy bierne: krążki międzykręgowe, które przez elastyczność przeciwdziałają sile ściskającej i rozkładają równomiernie obciążenia na całą powierzchnię kręgów.
Elementy czynne czyli mięśnie kręgosłupa i tułowia dzięki harmonijnemu działaniu zapewniają czynne zrównoważenie w postawie pionowej.
Działanie czynnika etiologicznego - zaburzenie wewnętrznej równowagi statyczno-dynamicznej kręgosłupa i jego wyginanie się. Łukowate wygięcie w jednym odcinku - nazywamy skrzywieniem pierwotnym.
Pierwsza faza - zwężenie krążków międzykręgowych po stronie wklęsłości, wygięcie oraz utrata elastyczności
Dołączają się zmiany strukturalne w kręgach.
Działanie sił ciężkości i nierównomiernego obciążenia kręgów z jednej strony oraz działania sił wzrostowych z drugiej - kręgi przybierają kształt klinowaty.
Zgodnie z prawem Wolfa-Delpecha kręgi rosną wolniej po stronie wklęsłości wygięcia, gdzie są bardziej obciążone.
Równocześnie z wygięciem bocznym następuje obrót (rotatio) i skręcenie (torsio) kręgosłupa wzdłuż jego osi pionowej, w stronę wypukłości łuku skrzywienia.
Żebra przemieszczają się do tyłu po stronie wypukłości, a do przodu po stronie wklęsłości - co powoduje wystąpienie garbu żebrowego.
Powyżej i poniżej wygięcia pierwotnego powstają wygięcia wtórne - wyrównawcze (skierowane wypukłością w stronę przeciwną niż pierwotne) - jako dążność organizmu do zrównoważenia przesuniętego środka ciężkości.
Towarzyszą zmiany ustawienia łopatek, barków i miednicy.
Deformacja klatki piersiowej - przemieszczenie narządów wewnętrznych, zaburzenie ich działania. Płuco po stronie wypukłej - mocno uciśnięte, że prawie całkowicie wyłączone z oddychania. W następstwie niewydolności oddechowej dochodzi do przerostu lewej komory serca i zaburzeń w układzie krążenia.
PODZIAŁ SKOLIOZ (wg. J. R. Cobba)
Skoliozy funkcjonalne (czynnościowe)
Skoliozy strukturalne
kostnopochodne
wrodzone
torakopochodne
układowe
neuropochodne
wrodzone
porażenne wiotkie
inne (porażenia spastyczne, na tle nerwiakowłókniakowatości)
mięśniopochodne
wrodzone
dystroficzne
inne
idiopatyczne
PODZIAŁ SKOLIOZ W ZALEŻNOŚCI OD WARTOŚCI KĄTOWEJ (wg. J. R. Cobba)
1 stopień - wielkość kątowa skrzywienia do 30°.
2 stopień - wielkość kątowa skrzywienia - 30-60°.
3 stopień - wielkość kątowa skrzywienia - 60-90°.
4 stopień - wielkość kątowa skrzywienia powyżej 90°.
KLASYFIKACJA KINGA
Typ I - esowate skrzywienie (dwukrzywiznowe), oba łuki przekraczają linię środkową ciała, kąt skrzywienia lędźwiowego jest większy od piersiowego, skrzywienie piersiowe jest bardziej korektywne.
Typ II - esowate skrzywienie, oba łuki przekraczają linię środkową ciała, kąt skrzywienia piersiowego jest równy skrzywieniu lędźwiowemu lub od niego większy.
Typ III - skrzywienie w części piersiowej, łuk skrzywienia lędźwiowego (wyrównawczego) nie przekracza linii środkowej ciała.
Typ IV - skrzywienie długołukowe w części piersiowej, schodzące na część lędźwiową kręgosłupa, , kręg L5 jest ustawiony poziomo nad kością krzyżową, a L4 pochylony w kierunku skrzywienia piersiowego.
Typ V - podwójne dwukrzywiznowe skrzywienie w części piersiowej, Th1 pochylony w stronę wypukłości odcinka górnego, a skrzywienie górne nie koryguje się w pochyleniach bocznych.
WADY KLATKI PIERSIOWEJ
są najczęściej wadami rozwojowymi, powstałymi najczęściej na skutek przebytej krzywicy;
powodują:
osłabienie mm. oddechowych
zmniejszenie pojemności życiowej płuc
ograniczenie ruchomości klatki piersiowej
asymetryczne ułożenie łopatek
łopatki skrzydełkowate.
KLATKA PIERSIOWA LEJKOWATA - OKRESLANA JAKO SZEWSKA (pectus excavatum)
następstwo wrodzonego zaburzenia rozwoju przepony lub nieproporcjonalnego rozrostu chrząstek żebrowych;
lejkowate zapadnięcie dolnej części mostka i przylegających odcinków żeber;
osłabienie mm. grzbietu - wysunięcie barków do przodu;
spłaszczenie klatki piersiowej;
wiotczenie mm. brzucha;
występuje słaby rozwój fizyczny, wadliwa postawa, mała ruchliwość, skłonność do schorzeń układu oddechowego i sercowo-naczyniowego.
KLATKA PIERSIOWA KURZA (pectus carinatum)
zniekształcenie mostka, który tworzy silne uwypuklenie do przodu (na kształt dzioba łodzi);
żebra tracą wygięty kształt tworząc poniżej sutków wyraźną wklęsłość;
dwie postacie wady:
uwypuklona jest tylko rękojeść mostka
wysunięcie do przodu trzonu mostka
WADY KOŃCZYN DOLNYCH
Kolano koślawe
Kolano szpotawe
Stopa płaska
Stopa płasko-koślawa
Stopa poprzecznie płaska
Stopa szpotawa
Stopa wydrążona
Stopa końska
Stopa piętowa
KOŚLAWOŚC KOLAN
Oś podudzia tworzy z osią uda kąt otwarty na zewnątrz (tzn. odcinek obwodowy czyli podudzie znajduje się w odwiedzeniu).
Koślawość mierzy się w stopniach (fizjologia - 10-15°) lub ocenia się rozstępem między kostkami przyśrodkowymi (fizjologia - 4-5 cm).
Wyróżniamy koślawość:
wrodzoną
pokrzywiczą
pourazową
porażenną
statyczną (przeciążenie kończyn dolnych)
Zmiany kostne to:
przyrost kłykcia wewnętrznego kości udowej
skrzywienie kości udowej lub piszczelowej
skręcenie na zewnątrz podudzia
przeprost w stawie kolanowym
Zmiany mięśniowo-więzadłowe to:
rozciągnięcie więzadła pobocznego piszczelowego i skrócenie pobocznego strzałkowego
rozciągnięcie m. półścięgnistego, półbłoniastego, krawieckiego, głowy przyśrodkowej mięśnia czworogłowego
przykurczenie pasma biodrowo-piszczelowego oraz m. dwugłowego uda.
SZPOTAWOŚC KOLAN
Oś podudzia tworzy z osia uda kąt otwarty do wewnątrz (tzn. odcinek obwodowy czyli podudzie znajduje się w przywiedzeniu w stosunku do stawu kolanowego)
Zmiany kostne to:
trzon kości udowej, piszczelowej i strzałkowej wygięty na zewnątrz
Zmiany więzadłowe:
rozciągnięte więzadło poboczne zewnętrzne
nadmiernie napięte więzadło poboczne wewnętrzne
Zmiany mięśniowe:
rozciągnięte są mm. dwugłowe uda oraz strzałkowe
mm. półścięgnisty i półbłoniasty mają tendencję do przykurczu.
STOPA PŁASKA STATYCZNA
Płaskostopie czynnościowe to stopniowe obniżanie podłużnego sklepienia stopy na skutek niewydolności statyczno-dynamicznej.
Przeciążenie stopy związane z niewydolnością układu mięśniowo-więzadłowego doprowadza do zniekształceń, zaburzenia funkcji oraz bolesności.
W stopie prawidłowej oś pięty jest przedłużeniem osi podudzia (fizjologiczne odchylenie wynosi ok. 5° częściej w kierunku do wewnątrz).
PATOBIOMECHANIKA PRZECIĄŻENIA KRĘGOSŁUPA
Kręgosłup to najbardziej pierwotny i istotny składnik układu kostnego kręgowców. Spełnia trzy podstawowe funkcje:
1Ochrony rdz kręgowego, 2Narz ruchu, 3Narz podporu ciała
Znajomość anatomii kręgosłupa - niezbędny warunek do zrozumienia jego biomechaniki i oceny zdolności do przenoszenia obciążeń.
Kręgosłup składa się: 24 kręgi (szyjne - 7, piersiowe - 12, lędźwiowe - 5) + kość krzyżowa, połączone za pomocą krążków międzykręgowych, więzadeł i mięśni.
Ze względów biomechanicznych istotne znaczenie w pracy kręgosłupa mają wygięcia w płaszczyźnie strzałkowej - głównie w przenoszeniu obciążeń i ogólnej wytrzymałości struktur kręgosłupa oraz w amortyzacji obciążeń dynamicznych (lordoza szyjna i lędźwiowa, kifoza piersiowa i krzyżowa).
Ze względu na warunki przenoszenia obciążeń główne znaczenie ma budowa części szyjnej i lędźwiowej kręgosłupa. W części piersiowej jest istotna zmiana sztywności ze względu na rozbudowaną klatkę piersiową.
Część lędźwiowa ma największe wygięcie, które powstaje dopiero w momencie przybrania pionowej pozycji ciała przez dziecko.
O ukształtowaniu kręgosłupa decydują:
wygięcie lordozy lędźwiowej
kąt nachylenia kości krzyżowej.
Są to cechy, na które można wpływać poprzez: odpowiednie przystosowanie stanowisk pracy, siedzeń w środkach komunikacji, w szkole, w domu, ćwiczenia mięśni grzbietu, brzucha i kończyn dolnych.
Ważną rolę w stabilizacji kręgosłupa odgrywają więzadła i mięśnie.
Przy zginaniu kręgosłup stabilizują: więzadła żółte, międzykolcowe, nadkolcowe, międzypoprzeczne, tylna część pierścienia włóknistego.
Prostowanie - ograniczone jest przez więzadło podłużne przednie i przednia część pierścienia włóknistego, a także wyrostki stawowe.
Ruchy boczne ograniczają: więzadła podłużne, boczne części pierścienia włóknistego, więzadła żółte, międzypoprzeczne oraz torebki stawowe.
Ruchy obrotowe ograniczane są przez pierścień włóknisty oraz torebki stawów międzykręgowych.
Ruch zginania i prostowania zależy od stosunku wysokości krążka do średnicy trzonu.
Ruchy boczne są określone ukształtowaniami płaszczyzny stawów międzykręgowych oraz stosunkami geometrycznymi krążka i trzonu.
Ruchy obrotowe zależą od tzw. kołowości przekroju poprzecznego płaszczyzny stawów międzykręgowych oraz pochylenia powierzchni stawowych w stosunku do pionu.
MECHANIZMY OBCIĄŻEŃ KRĘGOSŁUPA
Zniekształcenia kręgosłupa i zaburzenia czynności mogą być spowodowane przez urazy, stany zapalne, procesy nowotworowe ale również przez czynniki mechaniczne działające na układ kostno-stawowy, więzadłowo-mięśniowy.
Powstawaniu przeciążeń sprzyjają niekorzystne sytuacje biomechaniczne, zwykle związane z wykonywaniem zawodu, uprawianiem sportu wyczynowego, stanem fizycznym człowieka, wadami wrodzonymi.
Przeciążenie to taki stan, we którym pod wpływem działania sił w procesie przenoszenia obciążeń zostaje przekroczona wytrzymałość fizyczna tkanek, zdolność adaptacyjna oraz wydolność czynnościowa mięśni, więzadeł, stawów oraz kości i z tego powodu dochodzi do zachwiania równowagi statyczno-dynamicznej.
Kręgosłup jest poddawany działaniu różnego rodzaju obciążeń: ściskaniu, rozciąganiu, zginaniu i skręcaniu.
Kręgosłup ma wewnętrzną i zewnętrzną stabilność.
Stabilność wewnętrzna - podtrzymywana jest przez krążki międzykręgowe i więzadła, stabilność zewnętrzna - przez mięśnie, zwłaszcza brzucha i klatki piersiowej.
Działanie mięśni tułowia oraz ciśnienie występujące w jamach - brzusznej i klatce piersiowej - powoduje odciążenie kręgosłupa. W części piersiowej o ok. 50%, w części lędźwiowej o ok. 30%.
Największe obciążenia przenosi krążek międzykręgowy, a zwłaszcza pierścień włóknisty, który jest rozciągany przez jądro miażdżyste podczas przenoszenia nacisków osiowych.
Naprężenia zależą od pozycji w jakiej znajduje się kręgosłup - wyprost, skłon, przeprost.
Zmiany zwyrodnieniowe powstające pod wpływem przeciążenia są najczęściej zlokalizowane w dolnej części kręgosłupa w obrębie krążków międzykręgowych - disosis, w więzadłach - ligamentosis, w obrębie powierzchni nośnych kręgów - spondylosis.
Częsta dolegliwość schorzeń kręgosłupa lędźwiowego to kręgozmyk czyli ześlizgiwanie kręgu wyżej położonego w stosunku do położonego niżej.
Do tego schorzenia najczęściej dochodzi na skutek dysproporcji pomiędzy wytrzymałością tkanki kostnej a działającymi na nią siłami. Określa się to jako tzw. zmęczeniowy zespół przeciążeniowy. Skutki mogą by bardzo groźne, gdyż następuje styczne obciążenie rdzenia kręgowego.
Tkaczyk w swych opracowaniach mówi o słabym dostosowaniu kręgosłupa do przenoszenia obciążeń: „przyczyny bólów dolnego odcinka kręgosłupa najczęściej dopatruje się w wadliwej jego mechanice. Kręgosłup lędźwiowy na skutek przyjętej w drodze ewolucji postawy pionowej, stanowi słaby mechanicznie punkt narządu ruchu człowieka”.
Przeciążenia kręgosłupa - istnieją dwa mechanizmy zniszczeń struktur kręgosłupa.
Pierwszy jest wynikiem normalnych funkcji życiowych człowieka realizowanych w nieanatomicznych warunkach. Długotrwałe działanie cyklicznych obciążeń może doprowadzić do zmęczeniowego pęknięcia łuku kręgu i w efekcie do przemieszczenia części kręgosłupa - kręgozmyku, lub zwyrodnienia krążka międzykręgowego - dyskopatii.
Wypadnięcie krążka - dochodzi w wyniku nadmiernych, cyklicznych obciążeń giętych i skręcających, pierścień włóknisty jest wówczas asymetrycznie obciążany ciśnieniem jądra miażdżystego. Powoduje to koncentrację naprężeń w jednym rejonie pierścienia, w konsekwencji do jego przerwania. Tego rodzaju przeciążeniom towarzyszy osłabienie struktur mięśniowo-więzadłowych.
Drugi mechanizm przeciążenia ma podłoże traumatologiczne, jest związany z urazem, z doraźnym przekroczeniem wartości granicznych wytrzymałości danych struktur kręgosłupa (wypadki komunikacyjne, upadki z dużej wysokości).
RELACJE PRZYCZYNOWO - SKUTKOWE PRZECIĄŻEŃ STRUKTUR NOŚNYCH KRĘGOSŁUPA:
Więzadła w rejonie łuku kręgu najczęściej są niszczone poprzez ruch zgięciowy kręgosłupa do przodu.
Zmiany destrukcyjne wyrostka stawowego są najczęściej powodowane przez nadmierne ruchy skrętne oraz przeprost (skłon do tyłu).
Zmiany przeciążeniowe trzonów kręgów są powodowane długotrwałym zmiennym obciążeniem ściskającym.
Krążki międzykręgowe mogą podlegać przeciążeniom poprzez obciążenie zginaniem oraz asymetrycznym ściskaniem.
Złamania trzonów są powodowane przez obciążenia przekraczające wytrzymałość struktur kostnych.
Wystąpieniu stanu przeciążeń towarzyszy lub sprzyja zjawisko niestabilności.
Niestabilność jest to stan w którym podczas ruchu lub już pod wpływem samych obciążeń dochodzi do przemieszczeń względem siebie segmentów ruchowych kręgosłupa. Kręgosłup traci zdolność zachowania prawidłowych stosunków przestrzennych, doprowadzając do ciasnoty kanału kręgowego lub otworu międzykręgowego.
Stanom niestabilności i związanym z tym przeciążeniom mogą sprzyjać codzienne czynności. Istotne jest przestrzeganie pewnych zasad prawidłowego obciążania kręgosłupa.
W czasie zgięcia tułowia punkt ciężkości przemieszcza się do przodu i wzrasta znacznie przeciążenie lędźwiowe.
Istnieje zależność liniowa między naciskiem wywieranym na segment międzykręgowy przez dźwigany ciężar a sinusem kąta zgięcia tułowia do przodu. Są to klasyczne zasady wynikające z ergonomii - ciężar należy dźwigać blisko osi ciała przy ograniczaniu zginania tułowia.
Na obciążenia krążka międzykręgowego składa się oddziaływanie masy unoszonego obiektu, masy górnej części tułowia, siły oddziaływania tylnych mięśni kręgosłupa oraz odpowiednie ramiona działania siły w stosunku do osi obrotu tj. środka krążka międzykręgowego.
OBCIĄŻENIA KRĘGOSŁUPA W PRZYPADKU NADWAGI
W wyniku grubej warstwy tkanki tłuszczowej powstaje znaczne obciążenie na wysuniętym do przodu ramieniu. Wywołuje to zwiększenie obciążeń struktur tylnych kręgosłupa, powodując pogłębienie lordozy oraz zwiększenie kąta pochylenia kości krzyżowej. Ważną rolę w profilaktyce przeciążeń odgrywa eliminacja otyłości.
Siły jakie powstają w kręgosłupie lędźwiowym w rejonie krążka międzykręgowego podczas podnoszenia ciężarów są uzależnione od ustawienia kręgosłupa - prosty lub zgięty.
KRĘGOSŁUP W POZYCJI SIEDZĄCEJ
Pozycja siedząca podczas pracy powinna być jak najbardziej zbliżona do pozycji wypoczynkowej (np. pozycja astronautów w czasie lotu orbitalnego). W tej pozycji mięśnie i więzadła są minimalnie rozciągnięte, ustawienie stawów międzykręgowych i krzywizn kręgosłupa jest zbliżone do pozycji pośrednich z zachowaniem krzywizn fizjologicznych.
PATOBIOMECHANIKA WYBRANYCH STAWÓW
Typy połączeń stawowych (liczba elementów):
staw prosty - w stawie łączą się dwie kości (np. staw biodrowy).
staw złożony - łączą się co najmniej trzy kości (np. staw łokciowy)
Typy połączeń stawowych (ukształtowanie powierzchni):
staw płaski - stawy międzykręgowe odcinka szyjnego i piersiowego kręgosłupa
staw zawiasowy - połączenie kości paliczkowych, kości ramiennej i łokciowej
staw kulisty - np. łączący kończyny z tułowiem, zapewniają największą swobodę ruchu
Prawidłową funkcję układu ruchu określa zakres ruchu, siła mięśniowa i sterowanie ruchami.
Zakres ruchu uwarunkowany jest budową powierzchni stawowych i układem przestrzennym części miękkich. Ruch w stawie odbywa się na zasadzie poślizgu oraz przetaczania powierzchni stawowych. Ruch poślizgu powierzchni stawowych jest dominujący. Powierzchnie stawowe nie są dokładnie płaskie czy sferyczne, mają kształt owalny, czyli promień krzywizny zmienia się w trakcie ruchu.
W czasie zmiany położenia stawu występuje ruch toczenia, ślizgania i skręcania.
Toczenie - obydwie powierzchnie stawowe stykają się coraz to w innym punkcie.
W ruchu ślizgania i skręcania - ten sam punkt jednej powierzchni styka się z coraz to nowym punktem drugiej powierzchni.
Mogą być różne kombinacje tych ruchów. Czysty ruch poślizgu występuje w stawie biodrowym i łokciowym, gdyż w tych stawach promień głowy nasady kości jest zgodny z promieniem wklęsłości panewki. W pozostałych stawach kończyn ruch ten składa się głównie z poślizgu i w mniejszym zakresie przetaczania (ok. 15-20°). W zależności od stopnia uszkodzenia powierzchni stawowych ruch poślizgu staje się coraz mniejszy, a przewagę uzyskuje ruch przetaczania, co wybitnie zmniejsza zakres ruchu.
W chorobach reumatycznych zmiany w układzie ruchu prowadzą do:
uszkodzenia chrząstki stawowej, aż do całkowitego jej zniszczenia oraz często do uszkodzeń nasad kostnych;
uszkodzenia części miękkich - przykurcze więzadeł i torebki lub rozluźnienie czy zerwanie więzadeł i ścięgien;
zaników mięśniowych pierwotnych lub wtórnych.
CZTEROSTOPNIOWA OCENA USZKODZENIA STAWU:
I stopień - badany może wykonać ruch czynny w zachowanym zakresie (zakres ruchu biernego) z obciążeniem nieco mniejszym od normalnego.
Badany w pozycji siedzącej, obciążenie podudzia ciężarem. Ruch prostowania kolana płynny. Przy obustronnych zmianach w stawach kolanowych trudno jest określić wielkość obciążenia testowego. Można jednak przyjąć, że w zależności od rozwoju fizycznego człowieka obciążenie podudzia ciężarem 5-10 kg, w tym przypadku, zmniejsza płynność ruchu.
II stopień - badany może wykonać tylko ruch wolny, bez obciążenia w zachowanym zakresie ruchu.
Badany w pozycji siedzącej wykonuje płynnie ruch prostowania kolana. Obciążenie dodatkowe ciężarem 1-2 kg zaburza czynność ruchu względnie nasila objawy bólowe z ograniczeniem zakresu ruchu.
III stopień - badany może wykonać ruch tylko w pozycji odciążenia w zachowanym zakresie ruchu.
Pacjent leży na boku przeciwnym badanej kończyny. Kończyna podwieszona, punkt zaczepienia linek nad stawem kolanowym. Ruch w stawie płynny w zakresie zachowanego biernego ruchu. W pozycji siedzącej badany nie może wykonać czynnie prostowania kończyny albo ruch ten jest przerywany (objawy koła zębatego) z dużym bólem.
IV stopień - badany może wykona ruch tylko w odciążeniu w niepełnym zachowanym zakresie ruchu. Pacjent leży na boku przeciwnym badanej kończyny. Kończyna podwieszona. Zakres ruchu wyraźnie mniejszy od istniejącego biernego zakresu ruchu.
Metody oceny stopnia uszkodzenia stawu mają praktyczne zastosowanie głównie w ocenie uszkodzenia dużych stawów kończyn górnych i dolnych. Pozwalają one na ustalenie:
taktyki postępowania leczniczego, leczenie zachowawcze (I° i II°) lub operacyjne (III° i IV°);
doboru metody ćwiczeń w leczniczym usprawnieniu (ćwiczenia z oporem, wolne, w odciążeniu, samowspomagane);
rodzaju i wielkości odciążenia stawów w obrębie kończyn dolnych.
Elementy łącznotkankowe stawów, jak więzadła i torebka stawowa, ulegają zmianom patologicznym w przebiegu chorób reumatycznych, powodując powstawanie przykurczów, bądź też prowadzą do zniszczenia układów więzadłowych i ścięgnistych, zmniejszając stabilność stawów.
Role więzadeł w stawie polegają nie tylko na zabezpieczeniu i ograniczeniu ruchów w granicach fizjologicznych, ale w niektórych stawach więzadła stanowią o wartości stawu w przenoszeniu obciążeń. W stawach krzyżowo-biodrowych wartość statyczna zależy głównie od sprawności układu więzadłowego. Analogiczną rolę spełniają więzadła stawu kolanowego. Uszkodzenie urazowe jednego z czterech jego więzadeł, przy zachowanym prawidłowym aparacie mięśniowym i prawidłowej chrząstce, prowadzi do dużej niestabilności stawu kolanowego, którego leczenie możliwe jest tylko na drodze operacyjnej. Dysfunkcja mięśnia czworogłowego czy nawet jego porażenie nie zaburzają w tak dużym stopniu statyki kolana i chodu, jak uszkodzenie więzadeł.
Osłabienie siły mięśniowej zmniejsza nie tylko wydolność statyczną i dynamiczną, ale zmniejsza wytrzymałość i odporność układu kostnego na uszkodzenia mechaniczne.
Kość jest materiałem sztywnym przenoszącym dobrze siły ściskające, działające wzdłuż osi. Przesunięcie obciążenie poza oś kości zmienia siły ściskające na zginające, na których działanie kość jest mniej wytrzymała.
MECHANIKA I PATOMECHANIKA STAWU BIODROWEGO
Staw biodrowy ma 3 stopnie swobody. Ograniczenie jednego stopnia ogranicza częściowo pozostałe. Wartość statyczna i dynamiczna tego stawu zależy głównie od wartości mięśni.
Zgodność kształtu główki i panewki warunkuje tylko ruch poślizgu powierzchni stawowych. Staw biodrowy jest mocno obciążony w chodzie. W fazie dwunożnego podparcia obciążenie stawów jest równe połowie masy tułowia.
W cyklu jednego kroku staw biodrowy przenosi obciążenie równe:
0 kg (faza lotu kończyny);
1/3 masy ciała (faza podporu dwunożnego);
4 x masa ciała (faza podporu jednonożnego).
Wytrzymałość zdrowej chrząstki stawowej na zmienne obciążenie jest duża. Destrukcja uszkodzonej chrząstki przy tak dużych obciążeniach zmiennych w chodzie szybko narasta. Przesunięcie środka ciężkości tułowia na obciążony staw zmniejsza obciążenie czterokrotnie. Dlatego też pacjent z dysfunkcją stawu biodrowego pochyla się w chodzie w stronę bolącego biodra. Pochylenie tułowia ku przodowi przesuwa środek ciężkości przed linię łączącą stawy biodrowe. Masa tułowia jest wtedy równoważona w układzie dźwigniowym przez mięsień pośladkowy duży, co zwiększa obciążenie stawu.
Przy wchodzeniu po schodach tułów pochylony jest ku przodowi. Zwiększenie bólu przy wchodzeniu po schodach świadczy o dysfunkcji biodra. Przy schodzeniu środek ciężkości pada na linię łączącą stawy biodrowe, co zmniejsza obciążenie stawów, a tym samym zmniejsza ból.
Laska (kula) trzymana w ręce po stronie przeciwnej odciąża biodro. Układ dźwigniowy w fazie podporu jednonożnego zmieniony jest na układ zbliżony do fazy obunożnego podparcia. Obciążenie jest przenoszone kolejno przez kulę, rękę, staw nadgarstkowy, łokciowy, barkowy, połączenie łopatki z tułowiem oraz mięśnie brzucha, na których „zawieszona” jest miednica. Wielkość odciążenia biodra zależy od wielkości obciążenia laski. Laskę można stosować tylko w przypadkach, gdy cały wyżej wymieniony łańcuch dynamiczny jest prawidłowy. Uchwyt laski powinien być na wysokości krętarza dużego.
Kulę łokciową stosuje się przy współistniejących zmianach w stawie nadgarstkowym, kule pachowe przy zmianach w stawie łokciowym i barkowym. Kula pachowa oparta o napięte mięśnie łączące ramię z tułowiem nie obciąża stawu barkowego. W przypadkach przykurczu w stawach łokciowych stosuje się kule specjalne.
Zapobieganie deformacjom:
Pierwszym objawem zmian w stawie jest ograniczenie przeprostu i rotacji. Stosuje się wówczas ćwiczenia wolne przeprostu i rotacji.
W stawie biodrowym występuje najczęściej przykurcz zgięciowy, przywiedzeniowy i rotacyjny. Do leczenia zachowawczego kwalifikuje się przykurcz nie przekraczający 30° w II° i II° zniszczenia chrząstki. W pozostałych przypadkach należy rozpatrzyć możliwość leczenia operacyjnego.
Wartość statyczna i dynamiczna stawu biodrowego zależy od siły mięśni, przede wszystkim pośladkowego dużego i średniego. Często powtarzanym błędem w gimnastyce leczniczej jest ćwiczenie głównie mięśni zginających biodro. W pozycji leżącej zgięcie w biodrze kończyny dolnej, przy wyprostowanym stawie kolanowym, rozwija bardzo duże obciążenie głowy kości udowej i panewki. Obciążenie to jest największe na początku ruchu i równe jest w przybliżeniu masie ciała. W miarę zgięcia, wartość obciążenia zmniejsza się i w pozycji 90° równa jest masie kończyny.
Chód z jedną kulą dwukrotnie mniej obciąża biodro niż zgięcie w biodrze w pozycji leżącej. Takie zgięcie z równoczesnym zgięciem kolana i stopą opartą o podłoże nie jest obciążające dla stawu biodrowego.
Przykurcz zgięciowy stawu biodrowego jest kompensowany w pozycji stojącej przez zgięcie w stawie kolanowym i zgięcie grzbietowe w stawie skokowym. Wyprostowanie stawu kolanowego pochyla miednicę ku przodowi i zwiększa lordozę lędźwiową.
Przykurcz przywiedzeniowy skraca funkcjonalnie kończynę, a przykurcz odwiedzeniowy wydłuża. W przypadku zniszczenia stawu II i III° należy nauczyć pacjenta chodu z usztywnieniem biodra w fazie podporu (zmniejszenie tarcia powierzchni stawowych).
Ograniczenie zgięcia w stawie biodrowym jest kompensowane w pozycji siedzącej przez kifozę odcinka lędźwiowego. Obciążenie kręgosłupa w tej pozycji można zmniejszyć przez zastosowanie specjalnego krzesła.
Pacjenci z koksartrozą mogą po terenie płaskim jeździć na rowerze i na nartach (kijki i dwunożne podparcie).
MECHANIKA I PATOMECHANIKA STAWU KOLANOWEGO
Staw kolanowy ma dwa stopnie swobody (zgięcie - wyprost, rotacja zewnętrzna - wewnętrzna). Powierzchnie stawowe przemieszczają się ruchem poślizgu i przetaczania (15-20°).
W ruchu zgięcia rzepka przemieszcza się dystalnie, rozciągając zachyłek górny torebki stawowej. W zgięciu rzepka zagłębia się w rów międzykłykciowy, co znacznie skraca tor jej przebiegu.
Silne więzadła boczne zabezpieczają kolano przed ruchami bocznymi, a więzadła krzyżowe zwierają staw. W zgięciu więzadło krzyżowe przednie ulega niewielkiemu rozluźnieniu. W przykurczu zgięciowym kolana więzadło także może ulec przykurczowi, blokując wyprost. Przykurcz więzadła krzyżowego przedniego utrwala deformację rotacji zewnętrznej podudzia w stosunku do uda - podwichnięcie zewnętrznego nadkłykcia piszczeli ku tyłowi. Prowadzi to do rzekomej koślawości kolana.
Przykurcz zgięciowym kolana może być spowodowany wysiękiem, przykurczem tylnej części torebki stawowej, więzadła krzyżowego przedniego oraz przykurczem mięśni zginaczy kolana. W pozycji leżącej kolano nie wykazuje przykurczu natomiast przy uniesieniu kończyny nie ma pełnego wyprostu i kolano ulega zgięciu do 15-20°. Przyczyny to: osłabienie głowy przyśrodkowej mięśnia czworogłowego, zrost rzepki, które hamują ruch rzepki w kierunku dogłowowym.
Ograniczenie zgięcia kolana może być spowodowane wysiękiem, obkurczeniem górnego zachyłka torebki stawowej, wypełnieniem dołu międzykłykciowego ziarniną, co wydłuża tor ruchu rzepki (rzekomy przykurcz aparatu wyprostnego).
W III i IV° uszkodzenia stawu ograniczenie zgięcia i wyprostu może być spowodowane zrostami wewnątrzstawowymi, nierównością powierzchni stawowych i wyroślami.
Zmiany w stawie rzepkowo-udowym są przyczyną dużych dolegliwości bólowych. Obciążenie stawu rzepkowo-kolanowego jest uzależnione od rzutu środka ciężkości ciała w stosunku do osi obrotu stawu kolanowego.
Przykurcz zgięciowy - rzut środka ciężkości ciała przesuwa się ku tyłowi w stosunku do osi obrotu kolana - znacznie zwiększa to obciążenie stawu rzepkowo-kolanowego. Aby zmniejszyć obciążenie tego stawu pacjent wykonuje pochylenie tułowia ku przodowi.
Przykurcz zgięciowy stawu kolanowego kompensowany jest przez zgięcie w stawie biodrowym i skokowym. Przykurcz stawu kolanowego powyżej 20° zwiększa znacznie obciążenie stawów kolanowych i kręgosłupa. Odciążenie stawów kolanowych i kręgosłupa jest możliwe tylko przez dwie kule.
Uszkodzenie aparatu więzadłowego zaburza funkcje statyczną i dynamiczna stawu kolanowego. Aparat stabilizujący oraz odciążenie stawu poprzez kulę może częściowo zmniejszyć tę dysfunkcję.
Zapobieganie deformacjom:
Przykurcz zgięciowy - pozycja leżąca na plecach, kończyna wyprostowana stopa zgięta grzbietowo, napięcie mięśni uda, docisk dołem podkolanowym do podłoża.
Przykurcz wyprostny - ułożenie na brzuchu, kolano zgięte do 90°, dwa swobodne ruchy zgięcia, trzeci z zaakcentowaniem zgięcia.
MECHANIKA I PATOMECHANIKA OBRĘCZY BARKOWEJ
Sferyczny zakres ruchu ramienia uwarunkowany jest prawidłową ruchomością łopatki i stawu ramienno-łopatkowego. Wartość dynamiczna ruchów ramienia zależy od siły mięśni pasa barkowego. Bierne połączenie obojczyka z mostkiem i łopatką oraz ramienia z łopatką jest zbyt słabe do przenoszenia dużych obciążeń. W warunkach fizjologicznych ruch zgięcia i odwodzenia zasadniczo ma charakter ruchu skojarzonego stawu ramienno-łopatkowego z ruchem obrotowym łopatki. Ruch ten nosi nazwę ruchu łopatkowo-ramiennego. W zależności od stopnia zgięcia lub odwiedzenia współudział ruchu łopatki jest większy lub mniejszy. Rytm ten ulega zmianom przy dużych obciążeniach zewnętrznych i w warunkach patologicznych.
Można przyjąć, że zakres ruchu zgięcia i odwodzenia w 90° odbywa się w stawie ramienno-łopatkowym, pozostałe 90° w połączeniu z tułowiem.
Płaska mała panewka i duża okrągła głowa kości ramieniowej oraz luźna torebka i więzadła zapewniają duży zakres ruchu, ale zmniejszają znacznie bierną stabilizacje stawu. Silne mięśnie obręczy barkowej częściowo wrastają w torebkę, zwiększając stabilizację stawu. W stawie ramienno-łopatkowym w ruchach odwodzenia i rotacji występuje ruch poślizgu i przetaczania. W ruchu zginania przeważa ruch obrotowy jednopunktowy. Staw ramienno-łopatkowy ma 3 stopnie swobody. Ograniczenie jednego stopnia ogranicza częściowo pozostałe. Jeśli zegniemy ramię do kąta 90°, po czym wykonamy ruch odwiedzenia i kolejno przywiedzenia, to kończyna ustawia się w maksymalnej rotacji zewnętrznej. Ograniczenie rotacji ogranicza ruch odwodzenia i jest przyczyną ograniczenia ruchów barku.
Przykurcz torebki stawowej i mięśni.
Jednym z pierwszych objawów dysfunkcji stawu barkowego jest przykurcz torebki stawu ramiennego.
Metoda badania przykurczu: pozycja stojąca, tyłem do ściany, ze splecionymi rękami na wysokości odcinka lędźwiowego. Pacjent wysuwa oba łokcie do przodu. Po stronie chorej jest wyraźne ograniczenie ruchu, połączone z bólem na tylnej ścianie stawu.
Kompensacja dysfunkcji stawu barkowego.
Ograniczenie ruchomości ramienia spowodowane jest przeważnie ograniczeniem ruchu w stawie łopatkowo-ramiennym. Stosunkowo rzadko spotyka się ograniczenia ruchów łopatki na skutek zmian w stawie mostkowo-obojczykowym lub w stawie obojczykowo-łopatkowym. Niewielkie obciążenie zewnętrzne ręki zwiększa wielokrotnie obciążenie wewnętrzne w stawie ramienno-łopatkowym. Małe zmiany patologiczne w tym stawie powodują duże zaburzenia rytmu łopatkowo-ramiennego, co prowadzi do czynnościowego ograniczenia zakresu ruchu. Mięśnie łopatkowo-ramienne usztywniają staw ramienno-łopatkowy (artrodeza mięśniowa) i tylko ruch łopatki przemieszcza ramię. Od zakresu ruchu łopatki zależy wielkość ruchu ramienia. Ruchy tułowia we wszystkich płaszczyznach mogą również kompensować ograniczenie ruchu ramienia. W IIIº uszkodzenia stawu pacjent nie jest w stanie wykonać czynnie ruchu odwiedzenia i zgięcia, co bardzo ogranicza zakres zasięgu ręki.
PATOBIOMECHANIKA RUCHÓW LOKOMOCYJNYCH
Chód jest to naprzemienne wytracanie i odzyskiwanie równowagi w zmieniających się cyklicznie postępujących po sobie fazach podporu i przenoszenia w celu przemieszczania ciała ruchem postępowym w przód.
Wyznaczniki chodu prawidłowego:
I. Determinanty chodu - 6
I. Cechy chodu - 3
CECHY CHODU
izometria - kroki jednej i drugiej kończyny są jednakowej długości
izochronia - czas obciążenia i czas przenoszenia dla obu kończyn jest jednakowy
izotonia - koordynacja części ciała w celu najlepszego zrównoważenia mas ciała, aby zminimalizować koszt energetyczny (naprzemienna praca nóg i rąk).
Ruch obrotowy miednicy powoduje, że bark strony przeciwnej wykonuje kontrruch, wysuwając się do przodu dla zachowania równowagi ciała.
Oś barków (wyrostki krucze po obu stronach) i oś miednicy (linia łącząca oba górne przednie kolce biodrowe) krzyżują się podczas chodu.
WYZNACZNIKI (DETERMINATY) CHODU
I WYZNACZNIK - skręt miednicy w płaszczyźnie poziomej.
W chwili wysunięcia się nogi wykrocznej do przodu miednica podąża za tym ruchem i wysuwa swą wykroczną stronę nieco do przodu. Wykonuje ona zatem w płaszczyźnie poziomej skręt ok. 4º do przodu i ok. 4º do tyłu, czyli razem 8º. Ruch odbywa się w obu biodrach. Wskutek ruchu miednicy udo nogi wykrocznej ustawia się w rotacji na zewnątrz względem miednicy, udo nogi podpierającej w rotacji do wewnątrz. Skręcenie się miednicy wydłuża krok.
II WYZNACZNIK - pochylenie miednicy w płaszczyźnie czołowej.
Równocześnie z uniesieniem nogi w chwili rozpoczęcia wykroku miednica po stronie wykrocznej nieco obniża się, na skutek czego po stronie podporu powstaje względne przywiedzenie (4º), a po stronie wykroku względne odwiedzenie uda (4º). Opadanie miednicy po stronie wykrocznej zmusza kolano do zgięcia, aby uchronić stopę przed zaczepieniem palcami o podłogę. Dzięki przechyleniu miednicy unoszenie się środka ciężkości zostaje zredukowane o połowę.
III WYZNACZNIK - ruchy boczne miednicy.
Naprzemienne przekładanie masy ciała z jednej nogi na drugą powoduje przesuwanie miednicy na boki w płaszczyźnie poziomej. Ruch ten łączy się z dwoma poprzednimi determinantami. Środek ciężkości ciała porusza się wzdłuż linii sinusoidalnej poziomej (maksymalne przesunięcie nie może być większe niż 4-5 cm).
IV WYZNACZNIK - zgięcie w stawie kolanowym w fazie podporu.
W fazie podporu, gdy stopa styka się z podłożem, kolano jest wyprostowane. Zaraz potem zgina się do kąta 15º, aż stopa przyłoży się podeszwą do podłoża, po czym po okresie pełnego obciążenia stopy następuje całkowity wyprost. Zgięcie kolana redukuje wysokość unoszenia środka ciężkości ciała.
V WYZNACZNIK - ruch kolana.
Kolano zgina się po styku pięty z podłożem oraz drugi raz gdy pięta zaczyna się unosić a stopa przygotowuje się do odbicia (w fazie przenoszenia zgięcie 60º). Staw kolanowy zgina się wtedy, gdy funkcjonalna długość kończyny zwiększa się wskutek unoszenia się kostek.
VI WYZNACZNIK - ruchy stopy i stawu skokowo-goleniowego.
Staw skokowo-goleniowy musi mieć możliwość osiągnięcia przynajmniej pozycji „0” (pośredniej) w fazie przenoszenia, aby opadająca stopa nie zaczepiała o podłoże.
Całkowity zakres rotacji miednicy wynosi 8º. Udo rotuje się w stosunku do miednicy także o 8º, goleń w stosunku do uda ok. 9º. Suma zakresu rotacji w tych trzech segmentach wynosi ok. 25º.
Ruchy miednicy i kończyn dolnych mają na celu zmniejszenie odchyleń punktu ciężkości od prostej linii kierunkowej. Im mniejsza jest amplituda wychyleń punktu ciężkości od tej linii, tym mniejszy jest nakład energii zużytej podczas chodu.
FAZY CHODU
I. faza podporowa (60% czasu)
kontakt pięty z podłożem
stopa płasko
obciążenie właściwe
obciążenie właściwe
oderwanie pięty od podłoża
oderwanie palucha
(propulsja)
I. faza przenoszenia (40% czasu)
przyspieszenie
przenoszenie właściwe
hamowanie
Kończyna rozpoczyna fazę podporu postawieniem pięty na podłożu w pozycji wykrocznej. W okresie podporu na pięcie staw skokowy jest początkowo zgięty grzbietowo około 10º, a staw kolanowy w zakresie 8-15º. Stopa pod wpływem przenoszonego na nią ciężaru obniża się aż do pełnego kontaktu z podłożem. Staw skokowy zgina się w tym czasie podeszwowo do około 20º, a staw kolanowy dąży do wyprostu. Cała kończyna jest jeszcze w pozycji wykrocznej i zaczyna dążyć do pionu.
W okresie podporu na całej stopie - płasko stopa uzyskuje pełny kontakt z podłożem, a kończyna z pozycji wykrocznej, poprzez pion przemieszcza się względem ustalonej na podłożu stopy, w pozycje zakroczną. Staw skokowy jest zginany grzbietowo do około 20-25º. Kończy się okres P2 - unosi się pięta i rozpoczyna się trzeci okres fazy podporu.
Okres podporu na przodostopiu i palcach. Staw skokowy jest nadal zginany grzbietowo do około 30-35º. Staw kolanowy rozpoczyna zginanie i osiąga pod koniec tego okresu maximum tj. około 60º.
Faza wymachu. Rozpoczyna się w chwili utraty przez stopę kontaktu z podłożem i kończy w momencie ponownego zetknięcia się z nim pięty.
Wyróżnia się trzy okresy, wyznaczane zmianą pędu kończyny:
Okres przyspieszenia - kończynie zostaje nadany pęd dzięki czynności koncentrycznej zginaczy stawu biodrowego. Kończyna uzyskuje przyspieszenie skierowane ku przodowi i ku górze. Okres trwa około 13% czasu cyklu. Ze względu na zaangażowanie mięśni - jest to okres czynny.
Okres przeniesienia - kończyna jest dalej przenoszona ruchem wahadłowym ku przodowi tylko dzięki sile bezwładności, okres ten określa się jako okres bierny (około 17% czasu cyklu).
Okres hamowania - pęd kończyny hamowany jest przez czynność ekscentryczną prostowników stawu biodrowego i zginaczy stawu kolanowego, dlatego jest traktowany jako okres czynny (około 10% czasu cyklu).
Mięśnie kończyn dolnych spełniają w chodzie głównie rolę stabilizowania stawów oraz przyspieszania i hamowania ruchów.
Odbicie stopy od podłoża - włącza się m. czworogłowy uda (40% potencjału), zasila zgięcie biodra i nadaje nodze pierwszy impet. W związku z obrotem uda na zewnątrz dołączają się przywodziciele. Grupa prostowników stopy (piszczelowy przedni, prostownik palców, prostownik palucha, strzałkowy krótki) unosi ją grzbietowo aby palce nie zaczepiły o podłoże. Pęd przenosi nogę wykroczną do przodu. Przed zetknięciem się pięty z podłożem grupa mięśni kulszowo-goleniowych przyhamowuje wymach nogi i stabilizuje kolano. Gdy masa ciała przenosi się na nogę, działa na nią grupa przywodzicieli i prawie natychmiast grupa odwodzicieli stabilizuje miednicę względem uda. Równocześnie z odwodzicielami napina się m. pośladkowy wielki, prostując biodro i przyhamowując obrót uda do wewnątrz, który odbywa się w tym czasie. Prostowniki stopy, wydłużają się w fazie wykroku, hamują stopę. Teraz rozwija swe działanie m. czworogłowy uda - początkowo łagodzi uderzenie pięty i przejmuje masę ciała, która pcha kolano do przodu, po czy dopiero wyprowadza kolano do wyprostu. Gdy tułów pochyla się do przodu ponad nogą dźwigającą masę ciała, mm. prostowniki grzbietu i grupa odwodzicieli stabilizują miednice, aby nie opadła po stronie drugiej i utrzymują wyprostna postawę ciała. Aktywność tych mięśni osiąga wtedy szczyt i zmniejsza się przed końcem pierwszych 10% fazy obciążania.
CZYNNOŚCI MIĘŚNI W CZASIE CHODU
Faza wykroku:
Mięśnie tułowia. Mięsień krzyżowo-grzbietowy i skośne brzucha (zewnętrzny jednej strony i wewnętrzny drugiej strony) biorą udział w rotacji miednicy w stronę przeciwną do nogi wykrocznej. Mięsień biodrowo-lędźwiowy i czworoboczny lędźwi unoszą miednicę po stronie nogi wykrocznej.
Mięśnie podudzia i stopy. Mięśnie piszczelowy przedni, prostownik palców, prostownik palucha i strzałkowy krótki unoszą stopę ku górze (zgięcie grzbietowe) i ułatwiają wykrok. Szczególnie ułatwiają wyrzut kończyny do przodu przy szybkim chodzie i biegu. Boczne wychylenia stopy są równoważone przez działanie m. piszczelowego tylnego, zginaczy palców i palucha z jednej strony oraz m. strzałkowego długiego i krótkiego z drugiej strony. Czynność zginaczy długich i krótkich palców jest wyraźniejsza przy chodzeniu boso i po miękkim podłożu.
WARIANTY CHODU
Chód normosteniczny - prawidłowy
Chód asteniczny - wolny, ostrożny
Chód hipersteniczny - szybki, żywy.
FIZJOLOGICZNA PRZESADA W NORMALNY CHODZIE
Chód kołyszący - sprzężone w działaniu mięśnie pośladkowy wielki i napinacz powięzi szerokiej po stronie podporu oraz m. prostownik grzbietu po stronie wykroku włączają się z pewnym zwolnieniem. Zwiększa to zakres ruchu unoszenia i obniżania miednicy oraz jej stopień pochylenia ku dołowi po stronie wykroku z równoczesnym obniżaniem barku po stronie podporu.
Chód marynarski - mechanizm jest podobny jak w chodzie kołyszącym lecz bardziej nasilony. Środek ciężkości ma przesadne wychylenie w bok.
Chód majestatyczny - noga wykroczna ma nadmierne przyspieszenie i prostuje się zanim pięta osiąga podłoże. Przedłuża się czas trwania kroku. Tułów się cofa, chód jest nienaturalny.
Chód sztywny - oscylacje miednicy i barków są sztucznie zmniejszone.
Chód drobnym krokiem - wykrok jest nienormalnie zmniejszony. Jest to chód osób krótkonogich.
PRZYCZYNY CHODU PATOLOGICZNEGO
Prawdziwie patologiczne rodzaje chodu maja dużo wspólnych cech: często chód patologiczny jest pozornie normalny w zwolnionym tempie. Pacjent ze znaczniejszymi brakami w mięśniach ma trudności w przyspieszaniu i hamowaniu, nigdy nie może dorównać zdrowej osobie w szybkości chodu lub biegu. Jeśli przyczyna patologicznego chodu jest asymetryczna powstaje „utykanie”. Ból w jednej kończynie wiąże się z dążnością do jej odciążania drogą przemieszczania masy ciała na zdrową nogę. Chory skraca fazę obciążania chorej nogi. Zależnie od siedziby bólu następuje zmiana w odpowiednich wyznacznikach.
Przyczyny chodu patologicznego:
Ból - w jednej kończynie, jest dążność do jej odciążenia i przenoszenia masy ciała na zdrową nogę. Chory skraca fazę obciążania chorej nogi.
Zmiany patologiczne w układzie kostno-stawowym - skrócenie kończyny: małe 3-5cm noga jest wydolna i chód nie zmienia się wyraźnie, krótkość kończyny wyrównuje się pochyleniem miednicy, większe powyżej 5cm - wyrównanie - końskim ustawieniem stopy po stronie skrócenia, czas obciążenia kończyny nie zmienia się, ale długość kroku jest mniejsza po stronie skrócenia.
Przykurcze i sztywność stawów - braki ruchów w jednym stawie są kompensowane ruchami w stawach sąsiednich. Sztywność w stawie biodrowym - wyrównanie ruchów w lędźwiach. Skręty miednicy odbywają się w zdrowym stawie biodrowym.
Ubytki i niedomoga mięśni - zaburzają model chodu w zależności od ich związku z wyznacznikami od kompensacji przez inne mięśnie.
SKŁADNIKI CHODU PATOLOGICZNEGO
Nierównomierna długość kończyn - wyrównywane różnice w długości przez funkcjonalne wydłużenie krótszej kończyny - końskie ustawienie stopy lub przez funkcjonalne skrócenie dłuższej kończyny, ustawiając kolana i biodra w zgięciu lub w przeproście kolana i przez spłaszczenie sklepienia stopy.
Stawy skokowe dolne i stawy Choparta - ruchy w tych stawach są sprzężone z ruchami obrotowymi miednicy i barków, więc zniesienie ruchomości w stawach skokowych dolnych wywołuje utykanie ze zmniejszeniem ruchów obrotowych miednicy i kontrobrotów barków. Zwiększa się szerokość kroku. Do pochylenia do przodu dołącza się pochylenie na bok (ukłon do przodu i w bok). Punkt ciężkości musi się ustawić nad chorą stopą w fazie obciążenia. Długość kroku staje się krótsza.
Stopa końska opadającą - stopa opada z powodu braku działania prostowników - biodro i kolano zginają się nadmiernie, aby stopa nie zahaczyła o podłoże - chód bociana. W fazie wykroku - kontakt stopy z podłożem całą powierzchnią podeszwową, kolano pozostaje wyprostowane podczas całej fazy jednostronnego podporu.
Sztywność biodra z przykurczem w przywiedzeniu - przywiedzenie uda uniemożliwia wykrok drugiej nogi, aby chodzić chory musi ustawić przywiedziona nogę w pionie. Czyni to przez uniesienie miednicy po stronie sztywnego biodra, powodując skoliozę funkcjonalną dla utrzymania równowagi ciała. Ukośne ułożenie miednicy zachowuje się we wszystkich fazach.
CHÓD PATOLOGICZNY W PRZYPADKACH NIEDOWŁADU POSZCZEGÓLNYCH MIĘŚNI
Brak działania m. pośladkowego wielkiego:
Nagłe cofnięcie się tułowia ku tyłowi i miednicy na początku fazy podparcia, zaraz po dotknięciu piętą podłoża.
Wysunięcie chorego biodra ku przodowi.
Mocne wyprostowanie kolana w środkowym okresie fazy podporu.
Brak działania m. pośladkowego średniego:
W fazie podporu opadanie miednicy po stronie zdrowej.
Boczne przesunięcie miednicy w stronę biodra chorego w fazie podporu.
Przy próbie wyrównania niedomogi mięśnia występuje przechylenie tułowia w stronę chorą (objaw Duchanne'a).
Brak działania zginaczy biodra (mm. biodrowo-lędźwiowy, krawiecki, naprężacz powięzi szerokie, prosty uda):
Utykanie pojawia się na końcu fazy podporu i trwa przez fazę wykroku po stronie chorej kończyny.
Przy oderwaniu się palców dochodzi do nagłego wyrzutu tułowia i miednicy ku tyłowi, po którym jest obrót miednicy wokół zdrowego biodra.
Wysuwanie biodra chorego do przodu szczególnie zaznacza się pod koniec fazy wykroku. Wykrok dokonuje się głównie na skutek działania mm. tułowia (czworoboczny lędźwi, krzyżowo-grzbietowy, najszerszy grzbietu i mięśnie brzucha).
Brak działania m. czworogłowego uda - przy wolnym chodzie - prawie niezauważalne, natomiast przy szybszym chodzie występuje:
Nagły wyprost kolana przy dotknięciu piętą podłoża.
Na początku fazy podporu lekkie pochylenie tułowia i wysunięcie biodra ku przodowi, udo cofa się ku tyłowi.
Nacisk uda na kolano powoduje przeprost w stawie kolanowym, środek ciężkości przesuwa się poza oś stawu kolanowego i dochodzi do znacznego obciążenia tylnej części tylnej torebki stawowej i zginaczy podudzia. Komplikacja przy porażeniu m. czworogłowego uda to przeprost w kolanie.
Brak działania m. trójgłowego łydki:
Opadanie miednicy po stronie chorej w czasie fazy podporu (szczególnie przy końcu tej fazy, gdy stopa odrywa się od podłoża).
Powłóczenie miednicy.
Przeprost w stawie kolanowym w fazie podporu.
Chód „szczudłowy”, bez propulsji, wyraźnie utrudniony chód pod górę.
Brak działania zginaczy grzbietowych stopy:
Opadanie stopy w czasie fazy wykroku.
Zwiększone zginanie biodra i kolan.
Przy dotknięciu piętą podłoża występuje „klapnięcie” stopą.
Rzadko spotyka się izolowane porażenia mięśni, przeważnie są to grupy mięśni, więc chód patologiczny jest patologią złożoną.