1
BIOMECHANIKA
POSTAWY STOJĄCEJ
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
2
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
biomechanicznej,
koordynacyjnej
organizacji sensorycznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
3
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
biomechanicznej,
koordynacyjnej
organizacji sensorycznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
4
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
biomechanicznej,
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
5
Ocena biomechaniczna
W ocenie biomechanicznej badający
koncentruje
się
na
sprawności
narządu ruchu.
Oceniane są:
tonus
siła skurczu mięśni
zakres ruchomości stawów.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
6
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
biomechanicznej,
koordynacyjnej
organizacji sensorycznej.
2
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
7
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
koordynacyjnej
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
8
Koordynacja ruchowa
Koordynacja ruchowa podlega ocenie w
aspekcie
zarówno
czasowym,
jak
i
przestrzennym.
Ocenia się:
szybkość wykonywanych przez pacjenta ruchów.
precyzję wykonywanych ruchów.
Ocenie systemowej podlegają również wrodzone
i nabyte wzorce ruchowe oraz ich możliwości
adaptacyjne.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
9
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
biomechanicznej,
koordynacyjnej
organizacji sensorycznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
10
Kontrola stabilności postawy
Systemową ocenę kontroli stabilności
postawy można rozpatrywać w trzech
kategoriach:
organizacji sensorycznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
11
Ocena organizacji
sensorycznej
Integralną
częścią
diagnostyki
systemowej
jest
ocena
organizacji
sensorycznej.
Oceniane są:
progi
czułości
wejść
sensorycznych
zaangażowanych w percepcji pozycji i ruchu
poszczególnych części ciała.
Tę grupę testów diagnostycznych uzupełnia ocena
wertykalności, czyli poczucia pionu, i ocena
percepcji nachylenia płaszczyzny podparcia.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
12
Stabilność a równowaga
W wyniku zaburzeń kontroli równowagi pojawia
się niestabilność postawy, która w skrajnych
warunkach może doprowadzić do upadku.
W raporcie międzynarodowego zespołu roboczego
Kellogg (1987 r.) skatalogowano ponad sto różnych
przyczyn utraty równowagi.
Wśród nich znaczną grupę stanowią przyczyny o
podłożu nerwowym
powodujące zaburzenia biomechaniki
ciała.
3
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
13
Zaburzenia orientacji przestrzennej i
utrata równowagi prowadzą często do
upadków, które mogą spowodować
znaczne urazy ciała.
Dotyczy
to
w
szczególności
wykrywania deficytu równowagi u osób
w starszym wieku.
Stabilność a równowaga
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
14
Również
-
potrzeba
obiektywnej
oceny stabilności u ludzi, których
aktywność
zawodowa
wymaga
szczególnie
sprawnego
układu
równowagi i orientacji przestrzennej.
Do tej grupy należą sportowcy, piloci
samolotów
i
osoby
pracujące
na
wysokościach.
Stabilność a równowaga
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
15
Równowaga to pewien określony stan
układu posturalnego.
Stan
ten
charakteryzuje
pionowa
orientacja
ciała
osiągnięta
dzięki
zrównoważeniu działających na ciało
sił oraz ich momentów.
Równowaga
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
16
Równowagę
zapewnia
układ
nerwowy
przez
odruchowe
napięcie
odpowiednich
grup
mięśni
nazywanych
mięśniami
posturalnymi
lub antygrawitacyjnymi.
Równowaga
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
17
Równowaga
Tak zdefiniowana równowaga opisuje stan
narządu ruchu w warunkach statycznych.
Można rozszerzyć pojęcie równowagi na sytuacje
dynamiczne.
W trakcie lokomocji przez fazową aktywność mięśniową
utrzymywana jest typowa dla postawy człowieka
pionowa orientacja głowy i tułowia.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
18
Stabilno
Stabilno
Stabilno
Stabilność
ść
ść
ść
Stabilność
jest pojęciem szerszym i
oznacza zdolność do odzyskiwania
stanu równowagi.
4
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
19
Stabilno
Stabilno
Stabilno
Stabilność
ść
ść
ść
W
przypadku
postawy
człowieka
stabilnością
nazywamy zdolność
do
aktywnego przywracania typowej pozycji
ciała w przestrzeni, utraconej w wyniku
działania czynników destabilizujących.
Czynnikiem
destabilizującym
może
być
własna aktywność ruchowa organizmu lub
też siły zewnętrzne pojawiające się wskutek
interakcji z otoczeniem.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
20
Wielkość zakłócenia równowagi zależy od siły
bodźca zakłócającego.
Stopniowo
zwiększając
siłę
bodźca,
możemy
spowodować takie zaburzenie równowagi, że osoba
badana nie będzie w stanie odzyskać stabilnej
pozycji i jeśli nie będzie asekurowana, upadnie.
Wrażliwość postawy na działanie bodźców
destabilizujących określa się mianem stabilności
funkcjonalnej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
21
Stabilno
Stabilno
Stabilno
Stabilność
ść
ść
ść strukturalna
strukturalna
strukturalna
strukturalna
O stabilności strukturalnej mówimy jeśli
analizujemy
stabilność
układu
przy
zmianach struktury sterowania a ocena
jakości sterowania sprowadza się tutaj do
odpowiedzi na następujące pytanie:
W
jakim
stopniu
możemy
zaburzyć
funkcjonowanie układu kontroli równowagi, aby
system (postawa) pozostał stabilny?
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
22
W tym przypadku zaburzamy równowagę,
działając stałym bodźcem zakłócającym, a
przez zmianę warunków doświadczalnych
staramy się zmniejszyć sprawność układu
kontroli równowagi.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
23
Do takich działań można zaliczyć zmianę lub ograniczenie
bodźców wzrokowych -
porównujemy stabilność postawy
pacjenta w warunkach swobodnego stania przy otwartych i
zamkniętych oczach.
Kolejną metodą zmiany struktury sterowania jest modyfikacja
powierzchni podparcia, np. stanie na jednej nodze lub w
wykroku.
W
warunkach
doświadczalnych
upośledzamy
kontrolę
stabilności przez zakłócenie pracy układów sensorycznych
zaangażowanych w kontrolę równowagi.
Stosuje się między innymi blokady nerwowe, drażnienie błędnika
prądem galwanicznym oraz wibracje mechaniczne ścięgien.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
24
Upośledzenie stabilności spowodowane
chorobą
lub
starzeniem
się
jest
zaliczane do zmian strukturalnych.
5
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz
ady referencyjne oraz
ady referencyjne oraz
ady referencyjne oraz
sygna
sygna
sygna
sygnałłłły kontroluj
y kontroluj
y kontroluj
y kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę
stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
26
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
Pionowa orientacja ciała przy stosunkowo
małym polu podparcia powoduje, że
postawa stojąca człowieka jest bardzo
wrażliwa na zakłócenia stabilności. Za
wyznacznik stabilności postawy stojącej
można przyjąć np. położenie ogólnego
ś
rodka ciężkości ciała
(COG) względem
granic pola podparcia.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
27
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
Położenie COG, a tym samym stabilną
postawę
stojącą, zapewnia ciągła kontrola
obejmująca
swym
zasięgiem
różne
poziomy układu nerwowego.
Specyficznych
układów
odniesienia:
zewnętrznych i wewnętrznych.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
28
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
System kontroli równowagi ma 3 podstawowe
wejścia sterujące związane z różnymi układami
sensorycznymi:
przedsionkowym,
wzrokowym,
proprioceptywnym.
System ten możemy uzupełnić o mechanoreceptory skórne.
Sygnały z powyższych wejść sensorycznych są źródłem
informacji o pozycji ciała oraz jego orientacji względem
specyficznych układów odniesienia: zewnętrznych i
wewnętrznych.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
29
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
Dwa układy referencyjne
Układ posturalny posługuje się
zewnętrznym
układem referencyjnym tworzonym na podstawie
pola grawitacyjnego oraz bodźców wzrokowych.
Drugim
systemem
odniesienia
jest
układ
wewnętrzny.
Nie jest to pojedynczy układ, lecz ich zespół tworzony na
podstawie
poszczególnych
wzorców
aktywności
sensorycznej,
odpowiadających
tzw.
prawidłowej
postawie.
Tworzą
go
w
ośrodkowym
układzie
nerwowym
polimodalne reprezentacje, tzw. schematy ciała.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
30
Stabilna, ośrodkowa reprezentacja ciała
jest
częściowo
zdeterminowana
genetycznie, a częściowo nabywana w
procesie uczenia się w trakcie rozwoju
osobniczego.
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne
ady referencyjne
ady referencyjne
ady referencyjne
6
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
31
Reprezentacja taka pozwala na pionową orientację ciała
oraz wzajemne prawidłowe położenie poszczególnych
jego części.
Zawiera ona informacje na temat indywidualnych cech
morfologicznych (kształt i rozmiary) oraz o charakterystyce
dynamicznej poszczególnych części ciała.
Tworzona na podstawie sygnałów z receptorów mięśniowych,
ś
cięgnowych, stawowych i skórnych.
Receptory te przekazują do mózgu informacje o wzajemnym
położeniu i o ruchach poszczególnych części ciała, a także
zwrotnie przekazują
do układów wykonawczych (mięśni)
sygnały utrzymujące równowagę.
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne
ady referencyjne
ady referencyjne
ady referencyjne
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
32
Oba
układy
odniesienia
pozwalają
na
monitorowanie
odchyleń
od
stanu
równowagi.
Wzrok oraz system przedsionkowy są układami
lokalnymi monitorującymi położenie głowy w
przestrzeni.
Proprioceptory
tworzą
sieć
czujników
obejmujących zasięgiem całe ciało.
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
33
Narząd
równowagi,
czyli
układ
przedsionkowy, służy do utrzymania
właściwego położenia głowy względem
kierunku działania siły ciężkości.
Realizuje więc
bezpośrednio
zadanie
orientacji przestrzennej sylwetki.
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
34
Podobną funkcję pełni również układ wzrokowy.
W jego przypadku orientacja przestrzenna ciała
ustalana jest na podstawie położenia innych obiektów
znajdujących się w bezpośrednim otoczeniu człowieka.
Orientacja przestrzenna takich obiektów jest również zależna
od siły grawitacji.
W układzie wzrokowym znajdują się wyspecjalizowane zespoły
neuronów wrażliwych na pionową i poziomą orientację
bodźców i na tej podstawie ustalana jest prawidłowa orientacja
ciała.
Uk
Uk
Uk
Ukłłłłady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygna
ady referencyjne oraz sygnałłłły
y
y
y
kontroluj
kontroluj
kontroluj
kontrolują
ą
ą
ące postaw
ce postaw
ce postaw
ce postawę
ę
ę
ę stoj
stoj
stoj
stoją
ą
ą
ąc
c
c
cą
ą
ą
ą
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
35
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
Stabilność
w pozycji pionowej
najprostszego modelu postawy
stojącej
modelu
wahadła
odwróconego
można
zapewnić
dwoma sposobami.
Pierwszy z nich sprowadza się do
monitorowania
kąta
nachylenia
wahadła względem płaszczyzny
podparcia.
Drugi rodzaj kontroli stabilności
może wykorzystywać sygnały o
położeniu górnego końca wahadła.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
36
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
Stabilność
w pozycji pionowej
najprostszego modelu postawy
stojącej
modelu
wahadła
odwróconego
można
zapewnić
dwoma sposobami.
Pierwszy z nich sprowadza się do
monitorowania
kąta
nachylenia
wahadła względem płaszczyzny
podparcia.
Drugi rodzaj kontroli stabilności
może wykorzystywać sygnały o
położeniu górnego końca wahadła.
7
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
37
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
Pierwszy - monitorowanie kąta
nachylenia
wahadła
względem
płaszczyzny podparcia.
U człowieka kąt ten kontrolowany
jest
przede
wszystkim
przez
czucie
głębokie,
czyli
propriocepcję z obszaru stawu
skokowego.
Odchylenia postawy od pionu
sygnalizowane są
jako zmiany
napięcia i długości mięśni, zmiany
kątów
stawowych
i
rozkładu
nacisku na powierzchni stóp.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
38
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
Stabilność
w pozycji pionowej
najprostszego modelu postawy
stojącej
modelu
wahadła
odwróconego
można
zapewnić
dwoma sposobami.
Pierwszy z nich sprowadza się do
monitorowania
kąta
nachylenia
wahadła względem płaszczyzny
podparcia.
Drugi rodzaj kontroli stabilności
może wykorzystywać sygnały o
położeniu górnego końca wahadła.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
39
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
Drugi - sygnały o położeniu
górnego końca wahadła.
W
przypadku
człowieka
sprowadza się to do kontroli
położenia głowy w przestrzeni.
Wzrok oraz znajdujący się w
uchu
wewnętrznym
narząd
równowagi
dostarczają
niezbędnych
sygnałów
do
utrzymania właściwej pozycji
głowy w przestrzeni.
Położenie głowy steruje przez
odruchy
szyjne
napięciem
mięśni tułowia i kończyn.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
40
Równowagę
zapewnia
integracja
w
układzie
nerwowym sterowania obwodowego, wstępującego,
nazywanego umownie sterowaniem staw skokowy-
głowa oraz zstępującego głowa-staw skokowy.
Te dwa typy sterowania zapewniają stabilną pionową
postawę w czasie spokojnego stania oraz podczas lokomocji.
Obydwa sterowania uzupełniają się wzajemnie i dlatego
niesprawność jednego z nich może być skompensowana
aktywnością drugiego.
Model postawy stojącej jako
wahadła odwróconego
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
41
Skuteczny wysiłek człowieka w
przezwyciężeniu niestabilności
zapewniają :
1.
Siła mięśni prostowników jest znacznie
większa niż zginaczy.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
42
Siła grawitacji próbuje zginać ciało ludzkie ku przodowi, ale funkcja mięśnia
krzyżowo-grzbietowego (rn. sacrospinalis) w szczególności, podobnie jak
funkcja mięśnia pośladkowego większego (m. gluteus maximuś) dla stawu
biodrowego, a mięśnia czworogłowego uda (rn. ąuadriceps femoris) dla stawu
kolanowego zapobiegają takiemu zginaniu ciała.
Mięśnie te są wzmocnione i otoczone masywnymi powięziami, mającymi w przypadku
ud własne mięśnie napinające, np. mięsień naprężacz powięzi szerokiej (m. tensor
fasciae latea),
które łączą się z mięśniem pośladkowym wielkim (m. gluteus maximus)
przez posiadanie wspól-nych przyczepów do pasma biodrowo-piszczelowego {tractus
iliotibialis).
Ogólnym efektem ich działania jest utworzenie elastycznej klamry
zapobiegającej zgięciu się ciała.
Jest to zabezpieczenie skuteczne - człowiek może się obciążać dodatkowym
ciężarem, przekraczającym ciężar własny.
8
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
43
2.
Napięcie mięśni postawy i antygrawitacyjnych
jest większe niż mięśni kinetycznych.
Mięśnie postawy i antygrawitacyjnye są w stanie
tonicznego skurczu.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
44
3.
Elastyczność kręgosłupa i wytworzenie się jego krzywizn
fizjologicznych, które tak się dostosowują, że linia grawitacji
pada zwykle na powierzchnię podparcia całej struktury.
3.
Podstawa podparcia może być rozszerzona w każdym
kierunku przez odwiedzenie, zgięcie lub wyprost w stawie
biodrowym, co zmienia ułożenie kończyn dolnych.
Przy staniu ze stopami złączonymi podstawą podparcia ciała jest
powierzchnia dwóch podeszw, lecz przy rozstawieniu stóp
podstawa ta rozszerza się, a jej powierzchnia na tyle wzrasta, że
linia ciężkości trafia na nią.
Zmysł równowagi
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
46
Orientacja usytuowania ciała człowieka w przestrzeni
i zachowanie jego prawidłowej postawy oraz równowagi
statycznej i kinetycznej w stosunku do otoczenia jest
zależna od ośrodkowej integracji informacji płynących z:
receptorów narządu przedsionkowego, narządu wzroku
receptorów czucia głębokiego (proprioreceptorów) w obrębie
mięśni, ścięgien i stawów,
skórnych eksteroreceptorów, zwłaszcza dotyku i uścisku.
Rola uk
Rola uk
Rola uk
Rola ukłłłład
ad
ad
adó
ó
ó
ów sensorycznych w
w sensorycznych w
w sensorycznych w
w sensorycznych w
kontroli postawy
kontroli postawy
kontroli postawy
kontroli postawy
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
47
Narząd przedsionkowy (organum
vestibulare)
stanowi więc tylko jeden z elementów złożonego
układu zapewniające równowagę, choć jego
znaczenie jest dominujące.
Jest to narząd parzysty, czyli dwa identyczne układy
rozmieszczone są symetrycznie po obu stronach głowy.
Dzięki parzystości narządu przedsionkowego wzrasta
jego czułość i może on bardzo precyzyjnie kontrolować
przestrzenne położenie i ruchy głowy.
W zachowaniu równowagi statycznej główną rolę odgrywa
narząd otolitowy (łagiewka i woreczek), a w zachowaniu
równowagi kinetycznej układ kanałów półkolistych.
Narz
Narz
Narz
Narzą
ą
ą
ąd przedsionkowy
d przedsionkowy
d przedsionkowy
d przedsionkowy
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
48
Narząd przedsionkowy
Każdy narząd przedsionkowy zbudowany jest z
trzech kanałów półkolistych położonych w trzech
wzajemnie prostopadłych płaszczyznach.
Receptory
rozmieszczone
w
tych
kanałach
przekazują do mózgu informacje o ruchach głowy w
przestrzeni.
Neurony
receptorowe,
nazywane
komórkami
włosowatymi, skupione są w specjalnym nabłonku,
ponad który wystają różnej długości rzęski.
9
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
49
Ruchy głowy powodują przemieszczenia płynu -
ś
ródchłonki - wypełniającego kanały półkoliste.
Przepływ śródchłonki powoduje odkształcenie rzęsek.
Szybkość ruchu śródchłonki w poszczególnych kanałach
zależy od szybkości i kierunku ruchu głowy.
Sygnały z kanałów półkolistych uczestniczą w kontroli
przedsionkowo-okoruchowej
-
ich
zadaniem
jest
odruchowe dostosowanie pozycji gałek ocznych do
ruchów głowy w przestrzeni.
Odruchowa stabilizacja pola widzenia ma także istotny wpływ
na utrzymanie równowagi.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
50
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
51
U nasady zespołu kanałów półkolistych znajdują się dwie wypełnione
ś
ródchłonką niewielkie komory - woreczek i łagiewka.
W ich wnętrzu na dolnej ścianie rozmieszczone są skupiska komórek
włosowatych.
Bodźców mechanicznych dla tych komórek dostarczają przemieszczające
się pod wpływem siły grawitacji, a także innych sił powodujących ruchy
głowy, niewielkie pływa-jące w śródchłonce nierozpuszczalne kryształy soli
wapnia - statolity.
Woreczek
i
łagiewką
wchodzą
w
skład
narządu
otolitowego,
uczestniczącego w kontroli równowagi ciała.
Sygnały z narządów otolitowych przekazują do mózgu informację o
statycznym położeniu głowy w przestrzeni.
Receptory woreczka i łagiewki reagują na odchylenia głowy od położenia
pionowego, a ich aktywność utrzymuje się przez cały czas zmienionej pozycji
głowy.
Receptory łagiewki odgrywają rolę czujników przyspieszenia liniowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
52
Sygnały o położeniu i ruchach głowy przekazywane są do rdzenia za
pośrednictwem
jąder
przedsionkowych
zlokalizowanych
w
rdzeniu
przedłużonym.
Boczne jądra przedsionkowe (Deitersa) są miejscem integracji sygnałów z
narządów otolitowych oraz z móżdżku i rdzenia kręgowego.
Na tej podstawie komórki nerwowe tych struktur generują odpowiednie sygnały
pobudzające bezpośrednio motoneurony alfa i gamma mięśni antygrawitacyjnych:
zginaczy kończyn górnych i prostowników kończyn dolnych.
Dzięki temu zwiększa się napięcie tych zespołów mięśniowych.
Neurony jądra Deitersa odpowiadają selektywnie na pochylenie głowy;
aktywność spontaniczna tych komórek rośnie przy pochyleniu głowy w jedną
stronę, a maleje przy pochyleniu w przeciwnym kierunku, a wielkość tych
zmian aktywności jest proporcjonalna do kąta pochylenia głowy.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
53
Zmiany położenia głowy uruchamiają także odruchy
szyjne, lecz ich działanie na mięśnie antygrawitacyjne
jest odwrotne niż odruchów przedsionkowych.
Taka interakcja tych odruchów pozwala na swobodne ruchy
głowy bez narażania organizmu na utratę równowagi.
Działanie obydwu łuków odruchowych jest kontrolowane
przez móżdżek, który zapewnia dostosowawcze korekcje
postawy ciała w trakcie wykonywania ruchów dowolnych.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
54
W błędniku kostnym wypełnionym przychłonką, poza ślimakiem,
znajduje się przedsionek oraz trzy kanały półkoliste, z których górny
i tylny leżą w płaszczyźnie pionowej, boczny — w płaszczyźnie
poziomej.
W błędniku błoniastym wypełnionym śródchłonką wyróżnia się
przewód ślimakowy, woreczek (sacculus) i łagiewkę (utriculus) oraz
przewody półkoliste (ductus semicirculareś), które na swych
końcach
mają
rozszerzenia
zwane
bańkami
(ampullae
membranaceae).
10
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
55
W każdej bańce znajdują się komórki podporowe i
komórki zmysłowe (rzęsate) typu I i II.
Rzęski komórek zmysłowych, z których jedna grubsza i
najdłuższa nosi nazwę kinetocylium, tworzą w bańce
kanału przesłonę i są zlepione substancją galaretowatą,
zwaną osklepkiem (cupula).
Osklepek ustawiony jest w bańce prostopadle do
kanału i zamyka ją niemal szczelnie.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
56
Woreczek i łagiewka mają na swoich powierzchniach
zagłębienia, zwane plamką
woreczka (macula sacculi),
umieszczoną w płaszczyźnie prawie pionowej, i plamką
łagiewki (macula utriculi) usytuowaną w płaszczyźnie prawie
poziomej.
Utworzone są one przez komórki podporowe i komórki
rzęsate.
Plamki
te
pokrywa
błona
kamyczkowa
(membrana
statoconiorum)
zawierająca kryształki fosforanu i węglanu
wapnia, zwane kamyczkami błędnikowymi (statoconia).
W błonie kamyczkowej zanurzone są wypustki komórek
rzęsatych.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
57
Pod wpływem przyspieszeń kątowych lub liniowych rzęski komórek
zmysłowych w bańkach oraz plamkach łagiewki i woreczka ulegają
chwilowemu uginaniu, czego następstwem jest depolaryzacja lub
hiperpolaryzacja komórek rzęsatych.
Receptory te reagują również na siłę grawitacji.
Aferentne włókna nerwowe otaczające komórki zmysłowe baniek,
woreczka i łagiewki przewodzą
wówczas impulsy do zwoju
przedsionkowego
(ganglion
vestibularis)
i
dalej
do
jąder
przedsionkowych (nuclei vestibulares).
Natomiast unerwienie eferentne zapewnia receptorom hamującą i
kontrolującą
czynność
ze strony ośrodkowej części układu
nerwowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
58
Narząd przedsionkowy ma bardzo liczne połączenia. Do
najważniejszych należą:
1) droga przedsionkowo-móżdżkowa, biegnąca z 4 jąder przedsionkowych
do móżdżku, mająca istotne znaczenie w zachowaniu równowagi
statycznej i kinetycznej ciała człowieka;
2) droga przedsionkowo-rdzeniowa, przewodząca impulsy od jąder
przedsionkowych do jąder ruchowych rdzenia kręgowego, oddziałująca
między innymi na regulację postawy ciała;
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
59
3) droga przedsionkowo-podłużna, którą biegną impulsy pęczkiem
przyśrodkowym podłużnym do jąder ruchowych zawiadujących
mięśniami gałek ocznych (nerwy III, IV i VI), warunkująca
wzrokową
kontrolę
położenia ciała w przestrzeni oraz
występowanie oczopląsu;
4) droga przedsionkowo-siatkowa, tworząca wiele rozproszonych
połączeń z różnymi częściami tworu siatkowatego;
5) droga wstępująca do wzgórza i kory mózgowej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
60
Najmniejsze odchylenie osklepka prowadzi natychmiast do pojawienia się
potencjałów czynnościowych typu pobudzenia po jednej, a hamowania po
drugiej stronie, zależnie od tego, czy ruch odbył się w kierunku
przedsionka, czy w kierunku kanału.
Ma to związek z rozmieszczeniem na górnej powierzchni każdej z
komórek zmysłowych kilkudziesięciu rzęsek, zwanych stereocyliami i
jednej najdłuższej usytuowanej z boku, a zwanej kinetocylium.
Jeżeli ruch rzęsek odbywa się w kierunku do kinetocylium, to powstaje
depolaryzacja i zwiększenie częstotliwości potencjałów, jeżeli zaś rzęski są
odchylane od kinetocylium, pojawia się hiperpolaryzacja i zmniejszenie
częstotliwości potencjałów.
11
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
61
W przewodach półkolistych poziomych kinetocylia umiejscowione są
na komórkach od strony łagiewki.
Natomiast w obu przewodach półkolistych pionowych umieszczone
są one od strony kanału.
Powoduje to występowanie pobudzeń
komórek
rzęsatych w
przewodach poziomych i pionowych przy odwrotnym kierunku
przepływu śródchłonki.
W plamkach woreczka i łagiewki struktura kierunkowa ustawień
kinetocyliów komórek rzęsatych jest różna.
Ustawienie komórek kinetocyliami ku sobie jest rozłożone po obu
stronach hipotetycznej linii dzielącej plamkę na dwie części.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
62
Układ ten zapewnia wielokierunkową polaryzację
tych komórek.
Możliwość
tej
wielokierunkowej
polaryzacji
powoduje, że różne zmiany położenia głowy
wywołują
pobudzenie
komórek
zmysłowych
kolejno z różnych części plamki.
Receptory łagiewki reagują na przyspieszenie
liniowe w płaszczyźnie poziomej, a woreczka w
płaszczyźnie pionowej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
63
W warunkach fizjologicznych impulsy nerwowe z prawego i lewego
błędnika
równoważą
się
wzajemnie
na
poziomie
jąder
przedsionkowych w pniu mózgu.
Całkowite uszkodzenie jednego błędnika powoduje w strukturze
jąder nie tylko zakłócenia wynikające z braku dopływu impulsów
pobudzających, ale także wyzwala pobudzenia płynące z
przeciwnego zdrowego błędnika.
Występują
wtedy zawroty głowy, zaburzenia postawy i
równowagi, które z czasem zmniejszają się i ustępują całkowicie
po 2 - 3 miesiącach w wyniku kompensacji przedsionkowej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
64
Istotą
pobudzenia
komórek
zmysłowych
rzęsatych
rozmieszczonych
na
grzebieniach
baniek (cristae ampullares) jest w
warunkach
fizjologicznych
ruch
ś
ródchłonki,
wyzwolony
bodźcami
cieplnymi lub kinetycznymi.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
65
Reakcja na przyspieszenie kątowe
Ruch doprowadza podczas pojawiającego się
przyspieszenia do przepływu
śródchłonki
w
stronę przeciwną do przyspieszenia.
Istotą tego zjawiska jest występowanie momentu
bezwładności
śródchłonki
w
stosunku
do
obracającego się ciała.
Podczas działającego przyspieszenia kątowego
osklepek jest tak długo odchylony, jak długo to
przyspieszenie działa.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
66
Jeśli obroty dokonywane są po ustaniu przyspieszenia ze
stałą prędkością kątową, to osklepek po 15—25 s powraca
do położenia wyjściowego.
Każdemu odchyleniu osklepka towarzyszy subiektywne
odczucie zawrotu głowy oraz zjawiska obiektywne, takie
jak oczopląs, chwianie się, zbaczanie kończyn lub reakcje
wegetatywne (nudności, wymioty, zmiany ciśnienia
tętniczego krwi, pocenie się, bladość) o różnym nasileniu.
Próg pobudliwości na przyspieszenie kątowe wynosi u
zdrowych ludzi od 0,3 do 0,8 rad/s
2
.
12
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
67
Podobnie przedstawia się mechanizm pobudzenia podczas
przyspieszeń liniowych.
Statokonia leżące na plamkach woreczka i łagiewki zostają na
skutek bezwładności przemieszczone, a rzęski uginają się i
powstaje pobudzenie komórek rzęsatych.
Przemieszczenie otolitów następuje w kierunku przeciwnym
do przyspieszenia, a wynika to z faktu, że ich gęstość względna
jest trzykrotnie większa od masy śródchłonki.
Próg odczucia dla przyspieszeń liniowych w kierunku poziomym
wynosi u zdrowych ludzi 0,15-0,20 m/s
2
, a w kierunku pionowym
0,12-0,15 m/s
2
.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
68
Habituacja przedsionkowa
Adaptacja w odniesieniu do narządów przedsionkowych nosi
nazwę tzw. habituacji przedsionkowej.
Jest to proces zmniejszonej odpowiedzi receptorów na
powtarzające się pobudzenia kinetyczne czy cieplne o takiej
samej
charakterystyce
bodźca
i
odpowiednio
stałej
rytmiczności.
W zjawiskach adaptacyjnych dochodzi do zmniejszenia
odpowiedzi receptorów w wyniku ośrodkowego hamowania
przekazywanego przez włókna eferentne.
Stanowi to ważny mechanizm obronny ustroju przed
uciążliwymi (męczącymi) bodźcami, które najczęściej nie
zawierają istotnej informacji biologicznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
69
A. Zmiany
w
potencjale
błonowym komórki rzęsatej
prowadzą
do
zmian
w
uwalnianiu
neurotransmittera
pobudzającego
w
synapsie
pomiędzy komórką rzęsatą a
wyrostkiem
neuronu
czuciowego
łączącego
komórkę rzęsatą z mózgiem.
Odpowiedź komórki rzęsatej na
odchylenie rzęsek.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
70
B.
Odpowiedź w sytuacji, gdy rzęski
zostają
odchylone
w
kierunku
najdłuższej rzęski. Kolejne zapisy
przedstawiają
odchylenie, zmiany
potencjału błonowego w komórce
rzęsatej, potencjały czynnościowe w
neuronie
czuciowym.
Każde
wychylenie
w
górę
w
zapisie
aktywności
neuronu
czuciowego
wskazuje
obecność
potencjału
czynnościowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
71
C.
Odpowiedź uzyskana w sytuacji,
gdy rzęski odchylają się w kierunku
najdłuższej
rzęski.
W
tym
przypadku
w
błonie
komórki
rzęsatej występuje hiperpolaryzacja i
spada
częstość
potencjałów
czynnościowych
w
neuronie
czuciowym.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
72
Rzęski zwiększają swoją długość, począwszy od jednego
końca komórki do drugiego.
Odchylenie rzęsek w kierunku najdłuższych rzęsek
depolaryzuje komórkę rzęsatą, podczas gdy odchylenie
w kierunku przeciwnym (od najdłuższych rzęsek)
hiperpolaryzuje komórkę.
Wielkość depolaryzacji lub hiperpolaryzacji zależy od
wielkości odchylenia.
Komórka rzęsata tworzy połączenie synaptyczne z
neuronem czuciowym, dającym projekcję do mózgu.
13
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
73
Podobnie jak inne synapsy, komórka czuciowa
uwalnia więcej neurotransmittera podczas
depolaryzacji i hamuje jego uwalnianie w
stanie hiperpolaryzacji.
Częstość
potencjałów
czynnościowych w
neuronie czuciowym zwiększa się, gdy rzęski
odchylają się w kierunku depolaryżującym
komórkę rzęsatą, i zmniejsza się, gdy rzęski
odchylają się w kierunku przeciwnym.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
74
A. Jeżeli zwierzę znajduje
się
w
płaszczyźnie
poziomej,
otolity
są
rozmieszczone
równomiernie w okolicy
wierzchołków komórek
rzesatych.
•
Neurony
czuciowe
narządów
otolitowych
po
obu
stronach
wysyłają
potencjały
czynnościowe z tą samą,
stałą częstością.
Odpowiedź neuronów czuciowych narządu otolitowego na
pochylenie u prymitywnego kręgowca.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
75
Tę samą częstość wyładowań obserwuje się
po obu stronach (A).
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
76
B.
Jeżeli zwierzę pochyla się w
prawo, otolity przesuwają się w
pokazanym na rycinie kierunku.
•
Rzęski
komórek
rzęsatych
odchylają się w przeciwnym
kierunku, w stronę najdłuższej
rzęski.
•
W tym przypadku komórki
rzęsate po lewej stronie zostają
zdepolaryzowane, a po stronie
prawej
wykazują
hiperpolaryzację.
•
Neurony czuciowe po stronie
lewej wyładowują potencjały
czynnościowe
z
większą
częstością,
a
analogiczne
neurony po stronie prawej - z
mniejszą
.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
77
1. Jeżeli głowa obraca się w
lewo, to labirynt obraca się
również, wywołując przepływ
endolimfy
w
przeciwnym
kierunku w obrębie kanału.
Odpowiedź kanałów półkolistych
na ruch rotacyjny głowy.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
78
2. Przepływ przechyla osklepek
w bańce, co z kolei odchyla
rzęski komórek rzęsatych i
zmienia częstość potencjałów
czynnościowych w neuronie
czuciowym,
z
którym
kontaktuje
się
komórka
rzęsata.
Odpowiedź kanałów półkolistych
na ruch rotacyjny głowy.
14
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
79
Lokalizacja jąder
przedsionkowych w pniu
mózgu.
A. Widok z boku.
B. Widok z góry.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
80
Obwód neuronalny odruchu przedsionkowo-ocznego.
Obrót głowy w lewo wywołuje ruch gałek ocznych w prawo. Informacja czuciowa
z poziomego kanału półkolistego dociera do odpowiednich motoneuronow za
pośrednictwem interneuronów jąder przedsionkowych.
Postawa ciała
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
82
Postawa ciała
Przez postawę ciała rozumie się
ustawienie
poszczególnych
segmentów ciała względem siebie
oraz względem wektora siły ciężkości,
podczas
niewymuszonej
pozycji
stojącej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
83
Utrzymanie równowagi -
morfologia i czynność układów:
Kostnego,
mięśni szkieletowych,
nerwowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
84
Człowiek – istota dwunożna - w pozycji nieruchomej
stoi podparty na dwóch stopach.
Z
punktu
widzenia
mechaniki
utrzymania
równowagi, układ cechuje niekorzystna konstrukcja
budowy - ok. 70% masy ciała zlokalizowane jest na
2
/
3
jego wysokości.
W
komputerowej
symulacji
ruchu
człowieka przyjmuje się
model fizyczny ciała
jako wahadło odwrócone, z punktem zaczepienia w
punkcie podparcia i masą uogólnioną a końcu
wahadła.
15
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
85
Utrzymanie takiej pozycji wymaga zrównoważenia
momentów
sił
zewnętrznych, działających na
poszczególne segmenty ciała przez elementy pasywne
(kości, więzadła, ścięgna) oraz elementy aktywne
(mięśnie) aparatu ruchowego człowieka.
O zachowaniu równowagi w pozycji stojącej
decyduje, między innymi, pole powierzchni podstawy
oraz wysokość położenia środka masy.
Powierzchnię pola podstawy wyznaczają brzegi stóp
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
86
Kąt zawarty między
rzutem
środka masy na płaszczyznę
podparcia
oraz linią
łączącą
środek masy ciała z brzegiem
pola
podstawy nazywany jest
kątem stabilności.
Przy rozkroku zwiększa się pole
powierzchni podstawy i obniża
położenie
środka
masy,
co
poprawia stabilność.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
87
Przez indywidualną postawę należy
rozumieć ustawienie poszczególnych
odcinków tułowia
i kończyn w
pozycji stojącej oraz ukształtowanie
ciała.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
88
Najprostszy system badania postawy
opracowany został w 1923 roku na
Uniwersytecie Harvard w Bostonie.
Autorami tego systemu byli Lee i Brown.
System
harwardzki
polega
na
porównywaniu bocznych, profilowych
sylwetek osób badanych z czterema
wzorcowymi sylwetkami
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
89
Brown badając postawę ciała wyróżnił cztery
podstawowe wzorce :
" A" – postawa doskonała – głowa wprost nad klatką
piersiową, biodrami i stopami, klatka piersiowa podana ku
przodowi, brzuch płaski, plecy łagodnie wygięte.
" B" – postawa dobra – głowa podana nieco ku przodowi,
klatka piersiowa miej wzniesiona, brzuch nieco wypukły, plecy
bardziej wygięte.
" C" – postawa wadliwa – głowa wysunięta przed klatką
piersiową, klatka piersiowa płaska, brzuch wypukły, plecy
zgarbione.
" D" – postawa bardzo zła – głowa silnie wysunięta do przodu,
klatka piersiowa bardzo płaska, brzuch zwiotczały, wiszący,
plecy bardzo zgarbione.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
90
System harwardzki pozwala ocenić postawę
jedynie w płaszczyźnie strzałkowej i wiąże ją z
wielkością
i
kształtem
przednio-tylnych
krzywizn kręgosłupa.
Nie uwzględnia on zupełnie zmian występujących w
płaszczyźnie czołowej.
System został opracowany do badań studentów i jego
wzorce wytypowano z przeciętnych postaw ludzi w
wieku 20-30 lat.
System harwardzki obecnie posiada już raczej
znaczenie historyczne.
16
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
91
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
92
Ocena postawy metodą
sferosomatometryczną
W Polsce do badań postawy została opracowana
metoda sferosomatometryczną (Wolański).
Metoda ta pozwala przeprowadzać
dokładne
badania masowe i uzyskiwać ścisłe pomiary.
Polega ona na równoczesnym wykorzystaniu do
pomiarów trzech antropometrów zmontowanych na
specjalnej ramie i statywie.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
93
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
94
Na podstawie badań sferosomatometrycznych
Wolański wyróżnił wśród młodzieży 9 różnych
typów postaw.
Postawy te podzielił na trzy grupy: kifotyczną (K),
równoważną (R) oraz lordotyczną (L).
W
grupie
kifotycznej
wielkość
tyłowygięcia
piersiowego przeważa nad wielkością przodowygięcia
lędźwiowego, a w grupie lordotycznej jest odwrotnie.
Grupa równoważna wykazuje zbliżenie wielkości
tyłowygięcia
piersiowego
i
przodowygięcia
lędźwiowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
95
Metoda
sferosomatometryczna
wymaga odpowiedniej aparatury
oraz
wnikliwych
i
żmudnych
obliczeń.
Autor metody opracował
również
bardziej prosty sposób badania, który
zbliżony jest do metody harwardzkiej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
96
W metodzie tej podobnie jak w systemie
harwardzkim porównuje się
profile osób
badanych z sylwetkami wzorcowymi.
Sylwetki wzorcowe opracowane zostały za
pomocą badań sferosomatometrycznych.
W uproszczonej metodzie liczba sylwetek
wzorcowych została zredukowana do 7 z
zachowaniem podziału na grupy: kifotyczną,
równoważną i lordotyczną
17
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
97
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
98
W zależności od przyjętej postawy
zmienia się liczba aktywnych zespołów
mięśniowych
i
stopień
ich
zaangażowania.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
99
Na
rycinie
przedstawiono
schematycznie
współdziałanie
momentów
sił
ciężkości
i
momentów sił
mięśniowych w
poszczególnych
stawach
w
sylwetce typu A i D (klasyfikacja
Browna).
Zasadnicze różnice uwidaczniają
się
w
przebiegu
rzutu
na
płaszczyznę podparcia środków
mas kolejno sumowanych części
ciała.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
100
W postawie typu A rzut
pionowy środka masy ciała,
znajdującego
się
powyżej
stawów
biodrowych,
przechodzi przez oś obrotu,
zaś w postawie D znajduje się
z tyłu względem osi obrotu
tego stawu.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
101
W
postawie
typu
A
do
ustabilizowania
całego
układu
muszą
być
zaangażowane
prostowniki i zginacze, zaś w
postawie D wystarczy, że do pracy
włączone
będą
tylko zginacze
stawu biodrowego.
Różnica
w
kącie
nachylenia
miednicy wynosi ok. 15°.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
102
•
Im bardziej sylwetka ciała będzie zbliżona do
postawy „na baczność", tym mniejszy jest udział
elementów
biernych
w
utrzymaniu
postawy.
•
Zwiększenie liczby pracujących mięśni i wartości
rozwijanych przez nie sił powoduje wzrost wydatku
energetycznego
na
utrzymanie
postawy
„na
baczność" w porównaniu z postawą swobodną.
18
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
103
Ocena poprawności postawy jest szacunkowa.
Duże utrudnienie stanowią chwilowe zmiany postawy ciała
związane ze zmęczeniem fizycznym, stanem psychicznym,
niedyspozycją itp.
Aby zobiektywizować badania postawy, skonstruowano
specjalne systemy pomiarowe, oparte
na metodzie
fotogrametrii komputerowej.
Pozwalają na ocenę ponad 50 parametrów postawy w
trzech płaszczyznach, wraz z możliwością graficznego
przedstawienia wyników.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
104
Alternatywnym rozwiązaniem są
skomputeryzowane urządzenia, w
których podstawowym elementem
pomiarowym
są
pantografy,
wodzące po krzywiznach kręgosłupa
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
105
W ostatnim czasie rozwinęły się systemy do pomiaru sił
reakcji
podłoża
za
pomocą
tzw.
platform
dynamometrycznych.
Służą one, między innymi, do badania umiejętności utrzymania
równowagi ciała.
Posługując się
tego typu aparaturą
można zmierzyć wartość
wszystkich trzech składowych siły reakcji podłoża w chodzie, biegu i
wyskoku, a także wartość chwilową wypadkowej siły nacisku na
podłoże.
Jeśli badany znajduje się w postawie stojącej, to mierzona jest
wypadkowa sił reakcji obu nóg.
Posturografia
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
107
Posturografia
Pojęciem
posturografia określa się cały zespół metod
badawczych pozwalających ocenić
jakość kontroli postawy.
Badania takie można przeprowadzać wieloma sposobami,
posługując się różnymi technikami.
W posturografii statycznej ocenę równowagi przeprowadza się
najczęściej na podstawie analizy drobnych mimowolnych
ruchów środka ciężkości ciała w czasie spokojnego stania.
Ruchy te, nazywane
wychwianiami (ang. postural sway),
mogą
być
np.
rejestrowane
za
pomocą
systemu
wideokomputerowego lub specjalnej platformy rejestrującej
siły i momenty nacisku stóp na podłoże.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
108
19
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
109
Sygnał środka nacisku stóp
(COP),
zaznaczony
na
wykresie
cieńszą
linią,
oscyluje wokół pogrubionej
linii
reprezentującej
przemieszczenia
ś
rodka
ciężkości ciała (COG).
Różnica
tych
dwóch
sygnałów
(COP-COG)
stanowi
główny
sygnał
sterujący odpowiedzialny za
utrzymanie
stabilnej
postawy.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
110
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Stabilność mechaniczną postawy stojącej zapewnia takie
ułożenie przestrzenne ciała, że rzut środka ciężkości mieści
się w centrum pola podparcia.
W
przypadku
zakłócenia,
powodującego
niewielkie
przemieszczenie środka ciężkości, równowagę ciała można
przywrócić, działając niewielką siłą uzyskiwaną przez napięcie
określonej grupy mięśni.
Momenty sił towarzyszące niewielkim odchyleniom środka
ciężkości od położenia równowagi są na tyle małe, że mogą
być
skorygowane
przez
słabe
pobudzenie
mięśni
stabilizujących staw skokowy.
Taka właśnie minimalna aktywność tych mięśni pozwala nam
w warunkach statycznych utrzymać pionową postawę.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
111
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
W czasie spokojnego stania każda
aktywność organizmu, łącznie z
oddychaniem,
biciem
serca
i
krążeniem
krwi,
powoduje
niewielkie zakłócenia równowagi
obserwowane jako przypadkowe
oscylacje środka ciężkości ciała
wokół jego normalnego położenia.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
112
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Wychwiania postawy
Drugim źródłem niekontrolowanych przemieszczeń COG
jest toniczna aktywność mięśni antygrawitacyjnych.
Do utrzymania pionowej postawy ciała potrzebne jest niewielkie,
lecz stałe napięcie tych mięśni.
Główne mięśnie stabilizujące staw skokowy: płaszczkowaty i
piszczelowy przedni wykazują niewielką naprzeminną aktywność
w czasie spokojnego stania.
Mięśnie przeznaczone są do dynamicznej aktywności - przy
dłuższym wysiłku izotonicznym siła napięcia mięśniowego
zaczyna oscylować wokół pewnej wartości średniej, co w
konsekwencji prowadzi do wzrostu ruchów ogólnego środka
ciężkośći
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
113
Oprócz typowej funkcji motorycznej mięśnie nóg
uczestniczą w regulacji krążenia krwi.
Skurcze
mięśni
napędzają
system
zastawek
ż
ylnych
przepompowujących krew z kończyn dolnych do serca.
Dłuższe pozostawanie w pozycji stojącej w całkowitym
bezruchu może spowodować niedokrwienie mózgu i
tym samym doprowadzić do utraty równowagi.
Nawet spokojnemu staniu towarzyszy szczątkowa aktywność
mięśni nasilająca mimowolne ruchy ciała.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
114
Przykład
przemieszczeń
ś
rodka
nacisku stóp w czasie spokojnego
stania
osoby
młodej
sprawnej
fizycznie
(zapis
pokazujący
wędrówkę COP w dwuwymiarowej
płaszczyźnie
podparcia
–
posturogram
lub
statokinezjogram).
Kierunki
na
tej
płaszczyźnie
oznacza się literami x i y, przy czym
x (lub AP) oznacza wychwiania w
płaszczyźnie strzałkowej, a y (lub
ML)
wychylenia
boczne
w
płaszczyźnie czołowej.
20
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
115
Analiza rozkładu przestrzennego
punktów statokinezjogramu
Dokładność, z jaką utrzymywane
jest to referencyjne położenie
ś
rodka
ciężkości
w
czasie
spokojnego stania, jest czułym
wskaźnikiem
jakości
kontroli
postawy.
W badaniach posturograficznych
takiej
informacji
może
nam
dostarczyć
analiza
rozkładu
przestrzennego
punktów
statokinezjogramu
oraz
wartość
szczytowa
takiego
rozkładu.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
116
Posturografia dynamiczna
Ciało człowieka wraz z aktywnym
systemem
kontroli
równowagi
można traktować
jako system z
określonym wejściem i wyjściem.
Sygnałem
wejściowym
jest
na
przykład
siła
odpychająca
wytwarzana
przez
kontrolowany
ruch ramion, natomiast sygnałem
wyjściowym są siły reakcji podłoża
wywołane ruchem ramion.
Platforma posturograficzna pozwala
precyzyjnie mierzyć poszczególne
składowe reakcji podłoża.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
117
Analiza charakterystyki sterowania na
na
na
na
podstawie
podstawie
podstawie
podstawie modeli autoregresji
Analiza charakterystyki sterowania na podstawie modeli
autoregresji.
U osób z niestabilnością posturalną, np. ludzi w starszym wieku, nie
można wykonać większości testów dynamicznych bez narażania ich
na upadek.
Posturogram statyczny zawiera informacje na temat dynamiki
systemu kontroli równowagi.
Oceny dynamicznej można dokonać, zakłócając równowagę
naszego modelu wirtualnego pacjenta.
W tym celu komputer generuje impuls zakłócający, który podawany
jest na wejście układu opisanego modelem autoregresji.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
118
Analiza charakterystyki sterowania na
na
na
na
podstawie
podstawie
podstawie
podstawie modeli autoregresji
Analiza charakterystyki sterowania na podstawie modeli
autoregresji.
Najczęściej stosowanymi wymuszeniami są impuls jednostkowy
(mówimy wówczas o
charakterystyce impulsowej) oraz skok
jednostkowy, dający
charakterystykę skokową.
W odpowiedzi układu posturalnego na zakłócenie można wyróżnić
trzy przypadki:
tzw.
aperiodyczny, charakteryzujący się ekspotencjalnym zanikiem
niezrównoważenia,
aperiodyczny krytyczny, o znacznie szybszym zaniku,
oscylacyjny charakteryzujący się oscylacyjnymi zanikami odpowiedzi.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
119
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
120
W pozycji stojącej ciało człowieka nieustannie
wychyla się w różnych kierunkach.
W
dużym
uproszczeniu
-
pozycji
stojącej ciało człowieka to wiele
segmentów
ułożonych jeden na drugim, stanowiących zbiór
wahadeł
odwróconych,
znajdujących
się
w
równowadze chwiejnej.
Zatem, w tej pozycji nie ma stanu równowagi, można
jednak mówić o stabilności, tj. o dochodzeniu do stale
traconej równowagi.
Podsumowanie
21
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
121
Przyczyną
odchyleń
są
ruchy
oddechowe
klatki piersiowej (0,3-0,5 Hz), tremor mięśniowy (7-
14 Hz), praca serca (0,9-1,3 Hz) oraz ruchy
korygujące utrzymanie postawy (0,05-0,2 Hz).
Aby rzut środka masy nie wysunął się poza obręb
pola podstawy - co oznaczałoby utratę równowagi -
mięśnie
stopy
i
podudzia
są
odpowiednio
pobudzane,
co
powoduje
korektę
postawy
człowieka.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
122
Pracy tych zespołów mięśniowych towarzyszą
zmiany kątów stawowych oraz przemieszczanie się
wypadkowej siły reakcji podłoża.
Regulacja postawy jest odpowiedzią (z pewnym
opóźnieniem) układu nerwowego na mimowolne
zachwiania ciała człowieka.
Z tego powodu krzywe przebiegu zmian rzutu
środka masy na pole
podparcia oraz zmian
położenia wypadkowej siły nacisku na podłoże nie są
identyczne.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
123
Utrzymanie położenia i równowagi ciała zależy
głównie od współdziałania zmysłów równowagi,
czucia głębokiego i wzroku.
Receptory zmysłu równowagi mieszczą się w
błędniku: w woreczku, łagiewce i przewodach
półkolistych.
Woreczek i łagiewka stanowią narząd równowagi
statycznej, a trzy przewody półkoliste narząd
równowagi dynamicznej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
124
Receptory zmysłu czucia głębokiego znajdują
się w mięśniach i stawach (proprioreceptory
mięśniowe,
stawowe
i
ścięgnowe)
i
są
kontrolowane przez pola czuciowe kory
mózgowej. Informują one o położeniu kończyn
i stanie napięcia mięśni.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
125
Wzrok dostarcza informacji o położeniu ciała w
stosunku do otoczenia.
Prawidłowe współdziałanie wzroku i czucia
głębokiego umożliwia utrzymanie równowagi
nawet
przy
braku
czynności
narządu
przedsionkowego.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
126
Impulsy ze wszystkich proprioreceptorów trafiają
do
móżdżku.
Zasadniczą rolą móżdżku jest koordynacja pobudliwości
neuronów ruchowych rdzenia kręgowego za pośrednictwem
jąder przedsionkowych i tworu siatkowatego.
Napięcie mięśni szkieletowych, utrzymujących postawę ciała,
jest stale regulowane.
Oprócz koordynacji współdziałania mięśni podczas chodu i
utrzymywania postawy stojącej, móżdżek steruje także
napięciem
mięśni
podczas
wykonywania
ruchów
precyzyjnych.
22
Kliniczne testy oceny
Kliniczne testy oceny
Kliniczne testy oceny
Kliniczne testy oceny
stabilno
stabilno
stabilno
stabilnoś
ś
ś
ści postawy
ci postawy
ci postawy
ci postawy
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
128
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilnoś
ś
ś
ści
ci
ci
ci
postawy
postawy
postawy
postawy ---- testy funkcjonalne
Testy funkcjonalne pozwalają na określenie stanu systemu kontroli równowagi i
ewentualnych zmian spowodowanych działaniami terapeutycznymi.
Proste zadania ruchowe, których wykonanie ocenia terapeuta w skali 3- 5-
stopniowej.
Np. ocena mobilności (ang. Performance-OrientedAssessmentofMobility, POAM) oraz test
Tinnettiego. Obydwa testy zostały opracowane w celu funkcjonalnej oceny równowagi u
osób w starszym wieku.
Test Tinnettiego składa się z zadań ruchowych, których wykonanie punktowane jest w skali
trzystopniowej 0-2.
Wynik oceny nazywa się wskaźnikiem mobilności Tinnettiego.
Stosujemy próby, jak wstawanie z krzesła, obrót o 360 stopni, reakcja posturalna na popychanie
przez słaby nacisk na mostek pacjenta.
Oceniana jest również stabilność lokomocyjna pacjenta.
Zaletą testów Tinnettiego jest duża, sięgająca aż 85% zgodność wyników w przypadku
różnych osób oceniających. Pozwala ona wykryć u badanych pacjentów skłonność do
upadku z prawdopodobieństwem 93%.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
129
PERFORMANCE-ORIENTED MOBILITY
ASSESSMENT:
TINETTI BALANCE TEST
Highest possible score = 16/16
1. Sitting balance
0
Leans or slides in chair
1
Steady, safe
2. Arises
0
Unable without help
1
Able, uses arms to help
2
Able without using arms
3. Attempts to arise
0
Unable without help
1
Able, requires more than 1 attempt
2
Able to rise, 1 attempt
4. Immediate standing balance (first 5 seconds)
0
Unsteady (staggers, moves feet, trunk sway)
1
Steady but uses walker or other support
2
Steady without walker or other support
5. Standing balance
0
Unsteady
1
Steady but wide stance (medial heels more than 4 inches apart) and uses cane or other
support
2
Steady without walker or other support
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
130
6. Nudged (subject at maximum position with feet as close together as
possible; examiner pushes lightly on subject's sternum with palm of
hand three times)
0
Begins to fall
1
Staggers, grabs, catches self
2
Steady
7. Eyes closed
0
Unsteady
1
Steady
8. Turning 360 degrees
0
Continuous steps
1
Discontinuous steps
2
Unsteady steps (grabs, staggers)
9. Sitting down
0
Unsafe (misjudges distance, falls into chair)
1
Uses arms or not a smooth motion
2
Safe, smooth motion
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
131
Funkcjonalna Skala Równowagi Berga (ang. Berg Functional
Balance Scalę, BFBS).
Skala Berga składa się z 14 zadań ocenianych w skali 5-stopniowej.
W jej skład w większości wchodzą podobne testy jak stosowane przez
Tinnettiego, poszerzone o ocenę
zasięgu funkcjonalnego (test
Duncana), podnoszenie drobnych przedmiotów z podłogi, zwroty
głowy, wchodzenie na stopień, stanie na jednej nodze.
Skala Berga ma jeszcze wyższy stopień zgodności (98% zgodności
wyniku testu między różnymi osobami oceniającymi).
Ma niższą czułość, pozwala w 53% wykryć pacjentów z tendencją do
upadku.
Ma wysoką specyficzność sięgającą 96% w przewidywaniu, kto nie
upadnie.
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilno
Kliniczne testy oceny stabilnoś
ś
ś
ści
ci
ci
ci
postawy
postawy
postawy
postawy ---- testy funkcjonalne
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
132
TABLE 3 BERG FUNCTIONAL BALANCE SCALE
Highest possible score = 56/56
1. ______ Sit unsupported
4
able to sit safely and securely for 2 minutes
3
able to sit 2 minutes with supervision
2
able to sit for 30 seconds
1
able to sit for 10 seconds
0
unable to sit unsupported
2. _____ Sit to stand
4
able to stand, no hands, stabilize independently
3
able to stand independently using hands
2
able to stand using hands more than 1 try
1
minimal assist to stand or stabilize
0
moderate to maximum assist
3. _____ Stand unsupported
4
able to stand safely for 2 minutes
3
able to stand 2 minutes with supervision
2
able to stand 30 seconds unsupported
1
able to stand 30 seconds after several tries
0
unable to stand 30 seconds unassisted
4. _____ Stand eyes closed
4
able to stand safely for 10 seconds
3
able to stand 10 seconds with supervision
2
able to stand for 3 seconds
1
able to stand for less than 3 seconds
0
needs help to keep from falling
5. _____ Stand with feet together
4
able to place feet together and stand for 1 minute
3
able to place feet together and stand 1 minute with supervision
2
able to place feet together and stand for 30 seconds
1
needs help to attain position but can hold for seconds
0
can't perform
6. _____ Forward reach (Arm at 90 degrees)( ____ number of inches)
4
can reach forward confidently >10 inches
3
can reach forward safely >5 inches
2
can reach forward safely >2 inches
1
can reach forward but needs supervision
0
needs help to keep from falling
23
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
133
7. _____ Retrieve object from floor
4
able to pick up an object and stand safely and easily
3
picks up object but needs supervision
2
unable to retrieve, but within 1-2" and maintains balance
1
unable to retrieve, needs supervision while trying
0
can't perform
8. _____ Turn to look behind left and right shoulders
4
looks behind both sides, good weight shift
3
looks behind one side only
2
turns sideways only, but maintains balance
1
needs supervision when turning
0
needs assistance to keep from falling
9. _____ Turn 360 degrees
4
able to turn 360 safely in <4 seconds, either direction
3
able to turn 360 safely in <4 seconds, one direction only
2
able to turn 360 safely but >4 seconds
1
needs close supervision or verbal cueing
0
can't perform
10. _____ Alternating stool touch
4
safely completes 8 steps in <20 seconds
3
safely completes 8 steps in >20 seconds
2
safely completes 4 steps
1
completes 2 steps, needs supervision or minimal assist
0
can't perform
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
134
11._____ Heel/toe stance
4
able to independently place feet in tandem, hold 30 seconds
3
able to get one foot in front of the other, hold 30 seconds
2
able to take small step independently, hold 30 seconds
1
needs help to place feet, holds for 15 seconds
0
can't perform
12._____ Stand on one foot
4
able to lift one leg and hold >10 seconds
3
able to lift one leg and hold 5-10 seconds
2
able to lift one leg and hold for 3-5 seconds
1
able to lift leg but can't hold for 3 seconds
0
can't perform
13._____ Stand to sit
4
sits safely with minimal or no use of hands
3
controls descent with use of hands
2
uses back of legs against chair to control descent
1
sits independently but has uncontrolled descent
0
needs assistance to sit
14._____ Transfers
4
able to transfer safely with minor use of hands
3
able to transfer safely, must use hands
2
able to transfer with verbal cues or supervision
1
one person to assist
0
two person assist
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
135
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilnoś
ś
ś
ści postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
Niewydolność
dostępnych mechanizmów
kompensacyjnych, jak to ma miejsce w
późnej
starości,
powoduje
gwałtowny
spadek stabilności postawy.
Głównym
objawem
niestabilności
są
zaburzenia równowagi, powodujące upadki.
Upadki te mogą powodować znaczne urazy
ciała, a nawet śmierć.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
136
Niestabilność posturalna występuje u około
14% osób od 50. do 60. roku życia, w kolejnej
dekadzie życia prawdopodobieństwo upadku
wzrasta średnio do 22%, a w grupie
osiemdziesięciolatków problem ten dotyczy
już ponad jednej trzeciej liczby osób.
Starsze kobiety upadają 1,3 - 2,2 raza częściej
niż mężczyźni
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilnoś
ś
ś
ści postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
137
Większość upadków u osób starszych występuje w
czasie lokomocji.
W takich warunkach przeważają upadki w kierunki do przodu
(60%
wszystkich
upadków),
powodujące
najczęściej
uszkodzenia górnych kończyn.
Prawdopodobieństwo upadku do tyłu lub na boki jest
podobne i wynosi dla każdego kierunku około 20%.
Mężczyźni częstej upadają
w wyniku poślizgnięcia się
(zazwyczaj upadek na bok).
Wśród starszych kobiet przeważają upadki spowodowane
potknięciem się i w konsekwencji upadają one do przodu.
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilno
Zaburzenia stabilnoś
ś
ś
ści postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ci postawy u
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
ludzi w starszym wieku
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
138
Upadki
5% upadków kończy się złamaniem, ale około 87% złamań u
osób starszych spowodowanych jest upadkiem.
Prawdopodobieństwo upadku zakończonego śmiercią jest w
grupie ludzi starszych (>65 lat) siedmiokrotnie wyższe niż u
osób w młodym wieku.
Złamania dotyczą
zazwyczaj kończyn górnych, stawu
biodrowego, żeber i kręgosłupa.
U kobiet połowa, a u mężczyzn jedna trzecia urazów
związanych z upadkiem dotyczy złamań kończyny górnej,
natomiast prawdopodobieństwo urazów biodra wynosi 18% u
kobiet i 24% u mężczyzn.
24
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
139
Upadki – ocena ryzyka
Rubenstein; Powers & MacLean. (2001). Quality indicators for the management and prevention of falls and mobility
problems in vulnerable elders. Annals of Internal Medicine
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
140
Upadki – czynniki ryzyka
Fizykalne
Wiek (>65 roku zycia)
Zaburzenia poznawcze
Zaburzenia widzenia
Osłabienie siły mięśniowej
Zaburzenia chodu, równowagi
Historia poprzednich upadków
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
141
Medyczne
Polipragmazja
Niedociśnienie ortostatyczne (dotyczy 5 %
osób powyżej 70 lat i 10 % powyżej 80)
Przebyty udar mózgowy, zawał mięśnia
sercowego
Choroba Parkinsona
Choroby stawów
Osteoporoza
Zaburzenia psychiatryczne
Zaburzenia urologiczne
Upadki – czynniki ryzyka
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
142
Risk Factors
Ś
rodowiskowe
Oświetlenie
Lużne dywaniki, chodniki
Łóżka, toalety itp. bez poręczy
Posadzki, schody
Przeszkody
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
143
Upadki
Wielkość i rodzaj urazu związanego z
upadkiem wyznaczają dwie grupy
czynników.
siła i związane z nią momenty podczas
uderzenia o ziemię.
wytrzymałość tkanek na przeciążenia
spowodowane upadkiem
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
144
Upadki
Upadek - dwie fazy:
1.
przeduderzeniowa,
zwana
też
fazą
zstępującą,
2.
zderzenie.
25
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
145
Upadki
Pierwsza - przeduderzeniowa - jest stosunkowo
długa, trwa około 0,7-1 sekundy.
W fazie zderzenia z ziemią maksymalne przeciążenie
tkanek pojawia się z opóźnieniem wynoszącym od
pojedynczych do kilkudziesięciu milisekund.
Trwająca
dłużej
faza
zstępująca
determinuje
odpowiedź
nerwowo-mięśniową, a tym samym
właściwości
biomechaniczne
(sztywność
i
tłumienie) układu ruchowego w momencie zderzenia
z podłożem.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
146
Podczas kontrolowanego upadku do przodu na
wyprostowane kończyny górne, obciążenie każdej z nich
jest rzędu 1800 N.
Maksymalną wartość osiąga siła zderzenia po 10-20 ms,
a całkowity czas niezbędny do zamortyzowania
zderzenia mieści się w granicach 200-300 ms.
Tak wielkie przeciążenie mechaniczne może spowodować
złamanie kości przedramienia.
Stwierdzono, że u kobiet przeciążenia w granicach 1580-3180 N
wystarczają do złamania kości promieniowej przedramienia.
U mężczyzn wartość przeciążeń powodujących zła-manie jest
znacznie większa i wynosi 2370-3770 N.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
147
Upadki
Maksymalna siła zderzenia, a tym samym jej
skutki, zależą
między innymi od twardości
podłoża, objętości tkanki miękkiej w obszarze
zderzenia oraz kinematyki ciała.
Nauczenie pacjenta, jak zachować się w czasie
upadku pozwala mu na znaczne zredukowanie
maksymalnego przeciążenia, a tym samym może
zmniejszyć
prawdopodobieństwo
złamania
kończyny górnej.
05/05/2007
Biomechanika wykład 7
148
Upadki
Wraz z wiekiem pojawiają się zmiany w organizmie
człowieka powodujące, że wytrzymałość narządu ruchu
na impulsowe przeciążenia maleje.
Zmienia się zarówno kształt kości, jak i gęstość tkanki
kostnej -
wyniku tych zmian podatność kości na
złamania wzrasta dwukrotnie.
Upadki, nawet te które nie powodują znacznych
obrażeń ciała, wywołują u pacjentów długotrwałe stany
lękowe rzutujące na ich dalszą aktywność życiową.
Zaburzenia
równowagi
są
ważnym
problemem
społecznym.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Wyklad 7b Zjawisko indukcji magnetycznej
Instrukcja 7b Krzywe funkcyjne
USTALANIE ŁAŃCUCHA BIOKINEMATYCZNEGO, Fizjoterapia CM UMK, Biomechanika
BHP - wykład III - biomechanika, materiauy
Test kolcw - Krgosup, biomechanika kliniczna testy
Test butelki Luthy'ego, biomechanika kliniczna testy
Test kompresyjny otworw midzykrgowych, biomechanika kliniczna testy
Zespoy uciskowe nerww koczyny grne, biomechanika kliniczna testy
ŚCIĄGA Z BIOMECHANIKII 1, Biomechanika
Podstawy wytrzymałości tkanek układu ruchu człowieka, Biomechanika, biomechanika calosc
lancuch oddechowy, Biomechanika kliniczna
Środek masy, Biomechanika i Robotyka
Ośrodkowy układ nerwowy, Biomechanika
Mechanika, Prywatne, Studia, Biomechanika
CZYNNOŚĆ STATYCZNA I DYNAMICZNA MIĘŚNIA, Fizjoterapia, Biomechanika
więcej podobnych podstron