KINEMATYKA POŁĄCZEŃ STAWOWYCH

RUCHOMOŚĆ STAWÓW

Ruchomość – określa zakres ruchów w stawach, jedną z funkcjonalnych właściwości połączeń stawowych.

Wyróżniamy ruchomość:

czynną – zakres ruchu jaki uzyskamy aktywizując moment siły mięśni działających na staw,

bi

b e

i r

e ną

n

ą – zakr

za es

e ruch

u

u

ch

u uzy

u

ski

zy

wa

w ny

y pr

p zy

zy wy

w ko

y

r

ko zyst

y an

a iu

i

u mom

o en

e t

n u

u sił

si y

ł

y

zewnętrznej – mięśnie zachowują się wówczas biernie,

szkieletową – możliwość ruchu, na jaką pozwala wzajemny kształt powierzchni stawowych łączących się kości.

Czynnikami ograniczającymi zakres ruchów w stawach są:

chrząstki okołostawowe, torebki stawowe, więzadła i mięśnie.

RUCHOMOŚĆ STAWÓW

Kryteria podziału połączeń stawowych:

Liczba kości łączących w stawie:

staw prosty - w budowie biorą udział tylko dwie kości.

złożony - w budowie bierze udział więcej niż dwie kości np. staw łokciowy

I. Stawy jednoosiowe:

staw zawiasowy (np. stawy międzypaliczkowe),

staw

a

w ob

o r

b ot

o ow

o y

w

y (np

n .

p staw

a

w pr

p om

o ie

i n

e i

n o

i wo

w -

o ło

ł kc

o

io

i wy

w

y bl

b ilż

i szy

ż

)

szy ,

staw śrubowy (np. staw szczytowo-obrotowy pośrodkowy C1-C2) II. Stawy dwuosiowe:

staw kłykciowy (np. staw promieniowo-nadgarstkowy),

staw siodełkowy (staw nadgarstkowo-śródręczny kciuka),

III. Stawy wieloosiowe:

staw kulisty (np. staw biodrowy),

PARAMETRY STRUKTURALNE SZKIELETU CZŁOWIEKA

Mechanizm – zespół współpracujących ze sobą części składowych maszyny lub przyrządu spełniających określone zadanie, jak np.

przenoszenie ruchu, sił, sygnałów.

Układ ruchu człowieka, stanowi biomechanizm zawierający elementy (człony) sztywne – kości oraz połączenia ruchowe występujące między nimi - stawy.

PARAMETRY STRUKTURALNE SZKIELETU CZŁOWIEKA

Człon – kość (element, który nie zmienia swoich wymiarów geometrycznych pod wpływem siły).

Półpara – człon przystosowany do połączenia z innymi członami (powierzchnia stawowa)

Para biokinematyczna – ruchome połączenie dwóch półpar swobodnych połączenie dwóch członów. Kiedy są co najmniej 3 człony (2 pary biokinematyczne) wtedy powstaje – łańcuch biokinematyczny.

Łańcuch biokinematyczny – spójny układ członów połączonych ruchomo Łańcuch biokinematyczny zamknięty – nie ma członu wolnego, w jednym przegubie wymusza ruch w pozostałych stawach (4 człony)

Łańcuch biokinematyczny otwarty – posiada człon wolny (np. kończyna dolna – niezależny ruch), nie wymusza ruchów innego przegubu (3 człony), łańcuch wykonuje ruch (np. k.

górna, k. dolna)

Mechanizm lub biomechanizmu – podstawa ( człon nieruchomy) plus łańcuch kinematyczny wykonujący określone ruchy.

PARAMETRY STRUKTURALNE SZKIELETU CZŁOWIEKA

Stopnie swobody – niezależny ruch względny członów w stawie (6 stopni swobody = 3 postępowe, 3 – obrotowe)

Więzy – zebrane możliwości ruchu (np. 2 kości = staw biodrowy, nie ma ruchów postępowych)

Liczba stopni swobody – liczba niezależnych parametrów określających dowolne położenie członu, łańcucha biokinematycznego lub biomechanizmu.

RUCHLIWOŚĆ STAWÓW

Ruchliwością 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.

RUCHLIWOŚĆ STAWÓW

Para kinematyczna – posiada ograniczenia ruchów względnych - więzy.

H = 6 – s

H – liczna stopni swobody pary tzn. jednego członu względem drugiego przyjętego za nieruchomy s – liczna więzów (przyjmuje wartość od 1 do 5)

U człowieka występują tylko pary obrotowe, stawy są połączeniem klasy III, IV, V.

Jeżeli s = 0 to człon jest swobodny, s = 6 to połączenie nieruchome.

W o

p

o a

p r

a ciu

u o

o t

e

e z

al

a eż

e no

n ś

o ci w

y

w z

y na

n c

a zon

o o

n

o k

las

a y

y p

a

p r

a b

i

b ok

o ine

n m

e a

m t

a yc

y zny

n c

y h:

h

- para III klasy (o trzech stopniach swobody) H = 6 – 3 = 3 np. stawa ramienny

- para IV klasy (o dwóch stopniach swobody) H = 6 – 4 = 2 np. staw promieniowo – nadgarstkowy

- para V klasy (o jednym stopniu swobody) H = 6 – 5 = 1 np. staw międzypaliczkowy Symbole graficzne par kinematycznych

RUCHLIWOŚĆ STAWÓW

Ruchliwością łańcucha kinematycznego - nazywamy liczbę stopni swobody członów ruchomych łańcucha względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden, dowolnie wybrany człon.

Analiza strukturalna pozwala określić liczbę stopni swobody dowolnego odcinka całego ciała na podstawie wzoru:

5

W = 6 n − Σ P ⋅

i

i

i=3

W – liczba stopni swobody - ruchliwość

n – liczba ruchomych członów (bez podstawy)

i – klasa pary kinematycznej

P – liczba par i-tej klasy (przy czym i=1,2,3)

i