PODSTAWOWE POJĘCIA Z ZAKRESU ERGONOMII
Definicja ergonomii i jej miejsce wśród innych nauk
ERGONOMETRIA- to nauka stosowana, zmierzająca do optymalnego dostosowania narzędzi, maszyn, urządzeń, technologii, organizacji materialnego środowiska pracy oraz przedmiotów powszechnego użytku, do wymagań, potrzeb fizjologicznych psychicznych i społecznych człowieka.
ERGONOMIA- jest nauka interdyscyplinarną. Korzysta z dorobku takich dziedzin jak psychologia pracy, socjologia pracy, fizjologia pracy, higiena, medycyna pracy, organizacja pracy, antropometria i nauki techniczne tj. materiałoznawstwo, budowa maszyn.
ERGONOMIA- zajmuje się związkami zachodzącymi pomiędzy człowiekiem a jego zajęciem, sprzętem otoczeniem w najszerszym znaczeniu włączając w to pracę, sytuację w domu i w podróży.
Przedmiotem badań jest układ:
człowiek,
maszyna,
warunki materialnego otoczenia pracy,
warunki pracy na stanowisku roboczym.
Celem głównym jest:
polepszenie warunków pracy człowieka, które obejmuje dostosowanie warunków pracy do możliwości pracownika oraz
właściwy dobór pracownika do danej pracy i jego edukację obejmującą specyfikę stanowiska.
ERGONOMIA- nauka o pracy, czyli dyscyplina naukowa zajmująca się dostosowaniem pracy do możliwości psychofizycznych człowieka. Ma na cel humanizowanie pracy poprzez taka organizacje układu: człowiek-maszyna- warunki otoczenia, aby wykonywana była przy możliwie niskim koszcie biologicznymi i najbardziej efektywnymi!
Ergonomia - dostosowanie pracy i środowiska do właściwości psychofizycznych ludzi poprzez:
stworzenie komfortu pracy,
stworzenie bezpiecznych warunków pracy,
selekcja ludzi pod katem przystosowania do warunków pracy,
zapewnienie najdogodniejszej organizacji czasu pracy, zapewnienie odpowiedniej przyjemności wysiłku i odpoczynku,
wybór optymalnych metod pracy.
Efekt:
- utrzymanie dobrego stanu zdrowia ludzi, podniesienie wydajności pracy i jakości produkcji.
ERGONOMISTA:
osoba zajmująca się ergonomią,
specjaliści takich dziedzin jak: ekonomia, zarządzanie, administracja, robotyka, budowa maszyn, urbanistyka, architektura, medycyna, psychologia pracy, materiałoznawstwo.
systemowo podchodzą do zagadnień ergonomicznych,
łączą wiedzę wielu dziedzin dla usprawniania pracy i poprawy warunków.
Historia i wkład Polaków w rozwój światowej ergonomii
Stanisław Solski 1690 „Robotni ludzie dźwigają jako bydlęta, czego się ze słusznym politowaniem napatrzył, zwłaszcza przy dozorcach niebacznych, którzy ludzie słabych i chorych zwykli nająć do dźwigania ciężarów srogich, nie dołożywszy słusznej liczby dźwigających ....”
Prof. Wojciech Jastrzębowski 1857 „Nazwiskiem ergonomii, wziętym od wyrazu greckiego ergos i nomos oznaczamy naukę o pracy, czyli o używaniu nadawanych człowiekowi od stwórcy sił i zdolności”
twórca podwalin ergonomii
autor dzieła: „Rys ergonomii czyli nauk o pracy opartej na prawach poczerpniętych z Nauki Przyrody” (1857)
wybitny przyrodnik, botanik
profesor Instytutu Rolniczo-Leśnego w Marymoncie
1949 utworzono w Wielkiej Brytanii Towarzystwo Badań Ergonomicznych
1977 utworzono w Polsce Polskie Towarzystwo Ergonomiczne
Polskie Towarzystwo Ergonomiczne (PTErg)
Polskie Towarzystwo Ergonomiczne zostało założone 16 maja 1977r. inicjatywy kilkudziesięciu osób uprawiających wówczas dydaktykę i badania z zakresu ergonomii, ochrony i bezpieczeństwa pracy
Wywodzili się oni przede wszystkim z Komitetu Ochrony Pracy i Ergonomii Naczelnej Organizacji Technicznej jak również z krajowych uczelni wyższych, Państwowa Inspekcja Pracy, Inspekcja Sanitarna itd.
Byli to zarówno inżynierowie, jak i lekarze, fizjologowie, psychologowie, a przede wszystkim nauczyciele akademiccy
Podstawowe zasady projektowania w ergonomii
Osoby niepełnosprawne to nie tylko te, które poruszają się na wózku. To także starsze, mające problemy z chodzeniem, chore na serce. Co zrobić, żeby niepełnosprawnemu członkowi rodziny zapewnić jak najwygodniejsze poruszanie się i korzystanie z własnego domu?
Przy projektowaniu domu dla rodziny, w której znajduje się osoba niepełnosprawna, należy pamiętać o wyeliminowaniu tzw. barier architektonicznych
W budynkach użyteczności publicznej stosuje się normy określające parametry wnętrz przystosowanych do potrzeb osób niepełnosprawnych. Wiele norm znajduje zastosowanie także w mieszkaniach i domach - zawsze jednak trzeba uwzględnić stopień sprawności i możliwości ruchowe konkretnej osoby.
Osób niepełnosprawnych nie widać na ulicach, w kinach, kawiarniach. Dla większości z nich wyjście z domu i samodzielne poruszanie się po mieście bywa bardzo trudne - zbyt dużo jest jeszcze barier uniemożliwiających w miarę normalne funkcjonowanie, a ciągłe proszenie o pomoc krepuje. Wiele osób nie czuje się komfortowo również we własnym domu. A przecież tak niewiele czasem potrzeba, by najbliższe otoczenie uczynić przyjaznym i bezpiecznym.
Osoby niepełnosprawne, które wypełniły ankiety, to w większości grupa bardzo nisko uposażonych obywateli, mieszkających w budynkach nieprzystosowanych do swoich potrzeb. Z powodu braku adaptacji w mieszkaniach ponad połowa ankietowanych nie ma możliwości samodzielnego wykonywania wielu czynności domowych i higienicznych. A tego powodu respondenci muszą korzystać z pomocy innych (rodziny, pomocy społecznej, przyjaciół i znajomych).
Ergonomia koncepcyjna i korekcyjna
ERGONOMIA KONCEPCYJNA- zajmuje się projektowaniem układów człowiek- praca zgodnych z wyżej przedstawionymi zasadami ergonomii.
ERGONOMIA KOREKCYJNA - zajmuje się poprawą zauważonych nieprawidłowości na już istniejących stanowiskach pracy zgodnie z zasadami ergonomii.
Czy ergonomia nakierowana na człowieka niepełnosprawnego wymaga nowej definicji?
jakość życia i potrzeby osób niepełnosprawnych,
ocena środowiska ich pracy,
możliwości pełnego funkcjonowania w społeczeństwie,
problemy projektowania,
projekty na rzecz osób niepełnosprawnych
zagadnienia inżynierii medycznej i energii w rehabilitacji
aspekty prawne, społeczne, organizacyjne
METODY POMIARU WYKONYWANEJ PRACY, WYSIŁKU FIZYCZNEGO
Energetyka pracy
BODZIEC z układu nerwowego
SKURCZ ERGONOMIA CIEPLNA
ENERGIA MECHANICZNA RUCH
Podczas pracy mięśniowej tylko część wydatkowanej energii przekształca się w energie skurczu mięśnia.
Większość jej część (75-80%) tracona jest w postaci energii cieplnej.
Główne substraty energetyczne
GLUKOZA magazynowana w wątrobie w postaci glikogenu. Przy dużej aktywności wysiłku w ciągu 1h może zostać zużyte 30g glikogenu.
WOLNE KWASY TŁUSZCZOWE
BIAŁKA słaby substrat energetyczny.
Zużycie pierwszych substratów zależy od czasu trwania, intensywności wysiłku, DIETY, wytrenowania.
Źródła ATP w czasie wysiłku fizycznego:
„natychmiastowe” źródło energii,
glikoliza beztlenowa,
przemiany tłuszczowe.
Natychmiastowe źródła ATP w czasie wysiłku fizycznego:
wcześniej zgromadzone ATP w komórce starcza na ok. ½ s,
fosforan kreatyny (+ADP) kreatyna +ATP - (starcza na ok.60s)
Glikoza beztlenowa
glukoza
Proces szybki, lecz wydajny tylko przy 1-3min (np. bieg na 800m)
ADP
glikoza |
ATP(małe ilości)
fermentacja
Kwas pirogronowy + H Kwas mlekowy
Przemiany tlenowe Kurcz mięśni
Przemiany tlenowe
Proces powolny, bardzo wydajny, odgrywa rolę w każdym wysiłki trwającym > 3 minuty np. maraton.
Glukoza, tłuszcz, białka
O2
(hemoglobina krwi, ADP
Spalanie w tlenie
|
mioglobulina komórek
mięśniowych)
ATP (duże ilości)
CO2+H2O
RODZAJE WLÓKIEN MIĘŚNIOWYCH:
czerwone- zawierają dużo mioglobiny, kurczą się „wolno”, zużywają dużo tlenu(wykorzystują głównie przemiany tlenowe), są wytrzymale, lecz niezbyt silne
białe- mało mioglobiny, szybki skurcz, wykorzystują głównie glikozlizę beztlenową, są mało wytrzymałe lecz bardzo silne
pośrednie- mieszanka włókien białych i czerwonych
Obecność w organizmie poszczególnych włókien zależy od rodzaju treningu.
RODZAJE TRENINGU
siłowy- (np. podnoszenie ciężarów, bieg na 60m),
rozwój włókien białych („silnych”, szybkich i mało wytrzymałych)
przyrost mięśni (sylwetka atlety)
wytrzymałościowy- (bieg na 10km, chód na 50km),
rozwój włókien czerwonych („mniej silnych”, wolnych i bardzo wytrzymałych)
brak przyrostu mięśni (sylwetka „długodystansowca”)
Trening
Cel - zwiększenie zdolności organizmu do wychwytu i spalania tlenu.
Uzupełnienie „paliwa” do ilości
Zużycie „paliwa” odpoczynek większej niż przed wysiłkiem,
w mięśniach rozwój sieci naczyń włosowatych
wysiłek
Niewielkie „zużycie” Odbudowa, przerost i
Mięśni wzmocnienie mięśni
odpoczynek
WPŁYW WYSILKU FIZYCZNEGO NA ORGANIZM:
serce - mniejsza częstość skurczów serca, skurcze „silniejsze” (tzn. rośnie objętość wyrzutowa i pojemność minutowa)
oddech - zwolniony
krew - wzrost ilości krwinek czerwonych
kości i więzadła - wzrost wytrzymałości (do pewnej granicy)
mięśnie - wzrost siły (bez ograniczeń)
układ pokarmowy - lepsza perystaltyka, mniej zaparć
układ nerwowy - wydzielanie endorfin, poprawa nastroju, zmniejszenie bólu
wzrost tolerancji glukozy.
WSPÓŁCZYNNIK PRACY UZYTECZNEJ
stosunek całej ilości energii wydatkowanej podczas pracy do ilości energii mechanicznej
jest miarą wydolności pracy
praca o średniej intensywności jest najbardziej wydajna.
ENERGIA PRACY
całą ilość energii wydatkowanej w ciągu pracy (czyniąc niewielkie tylko błędy) można obliczyć na podstawie pomiaru ilości tlenu pobranego przez organizm w czasie pracy.
obliczenie „skatalogowanego” w tabelach ujmując wydatek energetyczny podstawowych czynności życiowych i typowych zawodach
stanowi to podstawę racjonalnego żywienia
wydatek obliczany jest w kcal.
ENERGETYKA PRACY
praca lekka 300kcal (pianie, rysowanie, szycie, sortowanie, jazda samochodem),
średnia 300-800kcal (wbijanie, tynkowanie, zbieranie owoców),
ciężka 1500-2000kcal (szuflowanie, piłowanie, koapanie),
bardzo ciężka 3000kcal (intensywna praca siekierą, szufla bieganie).
WPLYW WYSILKU FIZYCZNEGO NA ORGANIZM :
Układ krążenia
wzrost pojemności minutowej serca,
wzrost częstości skurczów,
wzrost zużycia tlenu przez serce,
wzrost ciśnienia
Układ oddechowy
wzrost wentylacji płuc
Układ pokarmowy
ciężkie wysiłki hamują motorykę jelit i wydzielanie enzymów trawiennych,
4. Układ hormonalny
wzrost wydzielania większości hormonów: adrenaliny, glukagonu, hormony tarczycy, hormon wzrostu.
Wydolność fizyczna
zdolność do ciężkich lub długotrwałych wysiłków fizycznych bez szybko narastającego zmęczenia
zależy ona od wielu czynników (termoregulacji, czynniki psychologiczne, koordynacja nerwowo mięśniowa, metabolizm, wentylacja płuc, pojemność minutowa serca...)
wydolność u kobiet jest 20-30% niższa niż mężczyzn
wydolność zmienia się wraz z wiekiem.
RYTMY OKOŁODOBOWE
Wiele procesów w organizmie człowieka znajduje się pod wpływem rytmów dobowych
sen,
łaknienie,
temperatura,
aktywność fizyczna,
wydzielanie hormonów: wzrostu, kory nadnerczy, testosteronu.
Sen dzielimy na dwie fazy:
REM- regeneracja wyższych czynności ukł. nerwowego,
NREM- posiada 4 stadia, 3 i 4 stadium procesy regeneracyjne.
Wysiłek fizyczny wydłuża stadium 3 i 4 fazy NREM!
Fazy i stadia w ciągu snu powtarzają się kilkukrotnie 94-6 cykli).
Pozbawienie snu
pozbawienie (dobrowolne snu) na 24h nie ma wyraźnego wpływu na zachowanie człowieka
całkowite pozbawienie snu na okres kilku dni (co jest bardzo trudne) wywołuje zaburzenia myślenia, odbioru i percepcji wrażeń, omamy, zaburzenia w orientacji, zaburzenia psychiczne (depresja, agresja, rozdrażnienie), głód.
objawy pojawiają się po ok. 100h. bezsenności
Znaczenie snu
dorosły 1/3 życia przesypia,
zmiana cyklu snu o 3 h powoduje istotne następstwa
zmiany snu są znoszone jeśli są wprowadzane powoli
każdy człowiek ma indywidualne zapotrzebowanie na sen i określone granice snu
sen należy traktować jako formę zatrzymania energii
w określeniu REM dochodzi do konsolidacji pamięci (ważna rola w procesach uczenia się)
Obciążenie psychiczne
Warunki odbioru informacji
cechy przestrzeni wizualnej,
jakość oświetlenia,
jakość elementów informacji,
możliwość pomyłek w odbiorze informacji
Warunki podejmowania decyzji
skomplikowanie informacji od których zależy decyzja,
konsekwencje błędnych decyzji,
liczna dróg wyboru
Warunki wykonywania czynności.
Przeciążanie psychiki- nadmierna aktywność (przyczyna np. zła konstrukcja urządzenia)
Niedociążenie psychiki- monotonia duża automatyzacja miejsca pracy. Jednostajność bodźców, powtarzalność czynności
Wpływ stresu na organizm
ERGONOMIA W ADAPTACJI KUCHNI I ŁAZIENKI OSOBY NIEPEŁNOSPRAWNEJ
Podstawowe bariery utrudniające korzystanie osobom niepełnosprawnym z kuchni i łazienki
Niepełnosprawność dotyczy nie tylko osób poruszających się stale na wózku ale i osoby czasowo niepełnosprawne np.
po urazach narządu ruchu / złamania leczenie w opatrunkach gipsowych
po udarach mózgu /porażenia/
po amputacjach kończyn
Ale również osoby chore na serce czy niepełnosprawne ze względu na wiek biologiczny.
Z barierami architektonicznymi, czy raczej użytkowymi, osoba niepełnosprawna boryka się na co dzień w swoim własnym mieszkaniu, sytuacja ta wynika przede wszystkim ze zbyt małej powierzchni poszczególnych pomieszczeń.
Pozostawienie w pomieszczeniu powierzchni rzędu 1,5x1,5m / powierzchnia manewrowa wymagana do pełnego obrotu wózkiem/ jest bardzo często nierealna
W okresie powojennym nie brano pod uwagę indywidualnych potrzeb potencjalnych użytkowników
wąski przedpokój, zakończony wejściem do łazienki
długa wąska kuchnia małe pokoje
Ówczesne normy dotyczące wymagań funkcjonalnych zakładały, że w mieszkaniach przebywać będą tylko osoby chodzące, nie przewidywano alternatywnych aranżacji.
Dla wszystkich oczywisty jest fakt, że dom powinien być miejscem, w którym człowiek z chęcią, rozwiązanym wygodnie i funkcjonalnie, z nie powtarzalnym klimatem wnętrza.
W przypadku osób niepełnosprawnych jest to szczególnie ważne, gdyż większość swego życia spędzają oni w domu.
Aspekty dostępności budynków są traktowane marginalnie w procesie projektowym, a wiedza dotycząca dostępności budynków ograniczała się do znajomości odpowiednich warunków technicznych, jakie muszą spełnić budynki.
Współczesną odpowiedzą na rozwiązanie problemów dostosowania otoczenia do potrzeb osoby niepełnosprawnej jest teoria „projektowania uniwersalnego”, czyli projektowania dla wszystkich ludzi.
Obiekty od początku projektowanie i budowane z zachowaniem parametrów przestrzennych uniemożliwiających ewentualną „adaptowalność” są jedynie ok. 1% droższe od tych, które buduje się po staremu.
KUCHNIA:
Dla większości osób to najważniejsze miejsce w domu, a o tym czy będzie funkcjonalne, zadecyduje przede wszystkim jej usytuowanie względem innych pomieszczeń w domu.
Kuchnia, której użytkownikiem jest osoba niepełnosprawna, musi być przystosowana do jej indywidualnych potrzeb, a także do jej wzrostu czy zasięgu ramion
Przy projektowaniu /urządzaniu kuchni trzeba uwzględnić też rodzaj i stopień niepełnosprawności osoby, która będzie z niej korzystała, a także potrzeby innych domowników.
Osoba poruszająca się na wózku powinna mieć możliwość wykonania w kuchni wszystkich czynności - tak jak osoba sprawna.
Kuchnia: Podstawowe wytyczne
Podłoga powinna być równa, gładka, nie śliska, bez progów i chodników.
Wysokość szafek kuchennych dolnych 80-85cm od podłogi, a stołu kuchennego 73-75cm, tak aby był on użyteczny do pracy.
Wszystkie meble stabilne i montowane do ściany,
Szafki dolne powinny stanowić tylko szuflady bądź wysuwane kosze (zapewniają lepszy dostęp do artykułów)
Szafki górne powinny być zawieszone możliwie jak najniżej. Najlepsze są szafki uchylane lub z drzwiami łamanymi
Uchwyt szafki górnej maksymalne 30-40 cm nad blatem
Uchwyty powinny być niedostające, dobre do złapania, bez możliwości zaczepienia się o nie.
Wskazane jest dobre oświetlenie blatu, najlepiej zamontowane pod szafkami górnymi
Nie wolno montować regałów przy blatach, gdyż będą one utrudniały bezpośredni dojazd do blatu
Wszystkie szuflady powinny być samozamykające się, gdyż mechanizm ten bardzo ułatwia poruszanie się osoby niepełnosprawnej po kuchni.
Typy kuchni:
kuchnia otwarta- zaletą jest zwiększona swoboda w rozplanowaniu przestrzeni, uzyskanie dodatkowej powierzchni manewrowej, połączenia z innymi pomieszczeniami(jadalnia, salon)
kuchnia w centralnym miejscu w domu (zamknięta)- połączona niekrępującym wejściem z korytarza, może znajdować się niedaleko wejścia do mieszkania, można ją łączyć z pokojem dziennym.
kuchnia z zapleczem- pomieszczenie kuchenne łączone ze spiżarnią.
Optymalna kuchnia:
zaprojektowanie na planie kwadratu lub zbliżony,
z układem zabudowy w literkę L,
z wolną przestrzeń na manewrowanie wózkiem inwalidzkim /przejazd, obroty/ min. 150X150cm,
zapewniająca wykorzystanie pracy przodem do urządzenia,
uwzględniająca strefy zasięgu rąk osoby siedzącej na wózku.
Urządzenia kuchenne:
kuchenka, zlewozmywak, piekarnik wraz z baletem roboczym powinny być usytuowane na takiej wysokości aby podczas poszczególnych czynności nie trzeba było nadmiernie unosić rąk,
wszystkie muszą być na tym samym poziomie /możliwość przesuwania swobodnego naczyń/, płaszczyzna pracy powinna być bez występów/, ułatwia to poruszanie się osoby niepełnosprawnej wzdłuż ciągu roboczego/
Standardowa szerokość blatu jak dla osoby sprawnej tj. 60cm /pozwala na wyposażenie kuchni w sprzęt dostępny na rynku.
Baterie zlewozmywakowe- powinny być wygodne i łatwe w użyciu, /jednouchwytowe z przedłużona rączką, z wyciągana wylewką/.
Kuchenka zaleca się płyty ceramiczne, elektryczne -sa bezpieczniejsze, łatwiej przesuwać garnki z palników
Piekarnik- umieszczony oddzielnie na poziomie blatu, najlepiej wielofunkcyjny z mikrofala, grilem, termoobiegiem, /z zamontowanym w pobliżu wysuwanym blatem na wyjęte z piekarnika potrawy.
Lodówka, zamrażarka- taka aby osoba niepełnosprawna mogła korzystać zarówno z dolnych /30cm od podłogi/ jak iż z górnych/ nie wyżej niż 140cm od podłogi/ półek. Można ustawiać ją na postumencie, należy przewidzieć miejsce na odkładanie wyjmowanych produktów.
Szafki dolne- górna krawędź max. 85cm od podłogi, szuflady wysuwane, uchwyty, zaleca się szuflady - koszyczki zamiast tradycyjnych szuflad/ mają mniejszy ciężar.. Pracę ułatwiają szafki na kółkach
Szafki wiszące- 30cm od blatu roboczego a najwyższa polka na wysokość 140cm od poziomu podłogi.
Stół jadalny dla 3 osób 80-100cm, dla 4 80-140cm.
Sprzęt drobny- obieraczki, chwytaki, łyżki samonastawne, magnetyczny uchwyt do sztućców, śmietniczki z długą teleskopową rączką.
Kącik jadalny:
dla osoby niepełnosprawnej ważne jest aby miejscem do jedzenia było jak najbliżej miejsca przygotowania posiłków, wymaga to urządzenia kącika jadalnego w kuchni
osobom korzystającym z wózka należy zapewnić większą powierzchnię stołu. Stół dla trzech osób powinien mieć wymiary 80x110, dla czterech 80x140
wysokość stołu i rozmieszczenie nóg musi umożliwić dogodny podjazd wózkiem. Dobrym rozwiązaniem jest stół podparty po środku, ale musi być bardzo stabilny
dużym ułatwieniem jest stosowanie lekkich stołów na kółkach, łatwo przesuwających się, z blokada systemu jezdnego
Sprzęt drobny
Do prac kuchennych dla niepełnosprawnych produkowany jest specjalnie drobny sprzęd kuchenny:
obieraczki,
chwytaki,
łyżki samonastawne,
magnetyczny uchwyt do sztućców,
śmietniczki z długą teleskopową rączką.
ŁAZIENKA:
Łazienka jest pomieszczeniem z którego każdy powinien korzystać w nieskrępowany sposób
W dostosowaniu domu do potrzeb osoby niepełnosprawnej ważne jest prawidłowe wyposażenie łazienki
Musi być ona odpowiednio duża, aby wszystkie urządzenia były dostępne dla osoby na wózku inwalidzkim. Z tego względu zaleca się aby powierzchnia manewrowa dla wózka zawierała się w kole średnicy minimum 150X150cm
Niezwykle ważne jest tez zainstalowanie armaty, której używanie będzie możliwe bez konieczności wstawania z wózka
Dosyć często zdarza się, że WC i łazienka to pomieszczenie osobiste. Lepiej jest połączyć je w jedno, przez co zyskamy dodatkową powierzchnię
Oprócz zachowania zasad energii i funkcjonalności podstawowym warunkiem projektu łazienki dla osoby niepełnosprawnej jest uwzględnienie zachowania zasad bezpieczeństwa
Łazienka - podstawowe wytyczne:
minimalna powierzchnia manewrowa 150x150 cm
optymalna wysokość uchwytów poziomych 75-80 cm od poziomu posadzki
antypoślizgowa powierzchnia
optymalna wysokość miski ustępowej 45-50 cm
przycisk spłukiwania wody na wysokości 100 cm
minimalne wymiary powierzchni brodzika 100x100 cm
wysokość górnej krawędzi umywalki 80 cm
wolna przestrzeń pod umywalką 65 cm
minimalna odległość gniazda elektrycznego od źródła wody 60 cm
wysokość gniazda elektrycznego 40-130 cm
Czynności związane z higieną:
korzystanie z umywalki, ustępu, natrysku lub wanny mogą ułatwić specjalne poręcze zamocowane przy tych urządzeniach
dostępne są także uchwyty i poręcze fluorescencyjne lub z pierścieniem emitującym światło
korzystanie przez niepełnosprawnego ze zwykłej umywalki jest łatwiejsze jeśli zmontujemy ją w odległości 20cm od ściany
pod umywalką nie należy instalować nogi maskującej /łatwiejszy podjazd pod urządzenie
możliwość zamontowania umywalki w rogu pomieszczenia z blatem
najlepsze są specjalne profilowane umywalki z regulowanym kątem pochylenia
baterie uchylne, dociskowe lub na fotokomórkę
nad umywalką ruchome lustro o wysokości 80 cm z osią pozioma na wysokości 50-55 cm od poziomu umywalki
po obu stronach lustra, umywalki półki na kosmetyki
zamiast ręcznika można zamontować elektryczną suszarkę do rąk
zamiast szafek - blaty - półki na wysokości 80 cm, o szerokości 40 cm pod spodem w miarę możliwości szuflady
specjalne poręcze po obu stronach umywalki
wanny z możliwością hydromasażu
ławeczki ułatwiające korzystanie z wanny powinny być umocowane na wysokości jej górnej krawędzi o szerokości równej szerokości wanny i długości 40-60 cm /przesiadanie się osoby chcącej korzystać z wanny, do odkładania bielizny i odzieży/
korzystne jest zamontowanie brodzika wyposażonego w stołek prysznicowy o wymiarach 40x40 cm, wysokości ok. 50 cm
umywalka blisko sedesu, w odległości 30 cm, na wysokości 70-85 cm umożliwia mycie rąk bez wstawania z sedesu
uzyskanie odpowiedniej wysokości miski sedesowej /ok. 50cm/ uzyskujemy dzięki cokołom, mocowaniu do ściany lub nakładkom
bateria prysznicowa spełniająca funkcję baterii bidetowej
Wygodna łazienka dla niepełnosprawnego powinna mieć wymiary:
szerokość miejsca na wózek i miskę ustępową wraz z poręczami - 170cm /min150/
odległość dłuższego boku miski ustępowej od ściany lub poręczy - 40cm /min 30/
odległość krótszego boku miski ustępowej od ściany 70cm
umywalka min 50x60 cm
odległość dłuższego boku umywalki od ściany min 70 cm
odległość krótszego boku umywalki od ściany min 70 cm
kabina natryskowa - zagłębiona, nie zamknięta powierzchnia o wymiarach o wymiarach 90 x 100 cm ze spadkiem do kratki ściekowej 1-1,5%
wieszaki na wysokości 140-160 cm
elementy wyposażenia elektrycznego /wyłączniki, gniazda, instalacja alarmowa/ 40-140 cm nad poziomem podłogi
Zasady projektowania otoczenia zewnętrznego do potrzeb osoby niepełnosprawnej zgodnie z zasadami ergonomii /podjazdy, windy, poręcze, pochylnie/
ERGONOMIA W ADAPTACJI INNYCH POMIESZCZEŃ OSOBY NIEPEŁNOSPRAWNEJ
Program „Dom bez barier” dla niepełnosprawnych
program DOM BEZ BARIER ma doprowadzić do poprawy warunków funkcjonowania osób niepełnosprawnych w naszej rzeczywistości
pierwszy etap Programu stanowi popularyzacja rzetelnej, fachowej wiedzy na temat:
przepisów
projektowania
likwidacja barier urbanistycznych
adaptacja i wyposażenia domów i mieszkań dla osób niepełnosprawnych ruchowo
w ramach Programu DOM BEZ BARIER prowadzony jest stały monitoring programów i potrzeb osób niepełnosprawnych
została przygotowana obszerna ankieta skierowana do osób z dysfunkcją narządu ruchu
dzięki niej lepiej udało się zidentyfikować trudności, ustalić kolejność i hierarchię koniecznych działań
w Polsce żyje ponad 5 milionów osób niepełnosprawnych. Połowa z nich to osoby z dysfunkcją ruchu
standardy dostępności otoczenia dla wszystkich obywateli obowiązujące w krajach UE są sprzymierzeńcami osób niepełnosprawnych oraz przedsięwzięć takich jak Program Bez Barier
KORYTARZE:
jeden z najistotniejszych problemów przy adaptacji lub projektowania mieszkań jest właściwe rozwiązanie komunikacji zapewniające osobie niepełnosprawnej dostęp do wszystkich pomieszczeń
wymaga to zachowania odpowiedniej szerokości przejazdów i zapewnienia właściwego sposobu otwierania drzwi
funkcjonalny i przestronny korytarz decyduje o komfortowym pokonywaniu dystansów między pomieszczeniami
drzwi wejściowe do mieszkania powinny być bez progów
szerokość drzwi wejściowych to min 90 cm
montaż wizjera na odpowiedniej wysokości
w pobliżu wejścia powinno znajdować się miejsce na odstawienie wózka /1,9 x 1,5 m/
wieszaki na wysokości max 140 cm
półki i szuflady na wysokości 70-80 cm
szerokość przedpokoju to min 120 cm /jeśli konieczna jest zmiana kierunku ruchu to musi być zachowana powierzchnia manewrowa 1,5 x 1,5 m/
w przypadku zakrętu o kąt 90o wskazany jest zaokrąglony lub ścięty narożnik
SYPIALNIA
minimalna powierzchnia to 14m2
zaprojektowane do różnych funkcji /spanie, ubieranie się, hobby/
bez zabudowy pod okiem /konieczność obserwacji, otwieranie okna/
powinien być bezpośredni dostęp do pomieszczenia sanitarnego
łóżko o wymiarach 2,0 x 1,0 m z pasem ruchu przed łóżkiem szerokości min 1,2m
dobrym rozwiązaniem jest łóżko stojące krótszym bokiem do ściany z zapewnionym dostępem z dwóch stron
szafy z drzwiami przesuwanymi z pasem ruchu przed szafą szerokości 1,5m
półki i regały do wysokości 140cm, z pasem ruchu przed szerokości 1,2m
biurko o min szerokości 45 cm z pozostawioną powierzchnią manewrową
POKÓJ DZIENNY
powierzchnia nie mniejsza niż 16-20m2
zapewniona powierzchnia manewrowa
telefon stacjonarny
opcjonalnie siedzisko przesuwane po szynach zamocowanych do sufitu
bez zabudowy strefy podokiennej /możliwość obserwacji/
opcjonalnie siedzisko przesuwane po szynach zamocowane do sufitu
zamontowanie instalacji alarmowej
TARAS, BALKON
często jedyne miejsce na zewnątrz domu do którego można dotrzeć bez pokonywania klatki schodowej, windy, drzwi
minimalna powierzchnia to 3m2
minimalna głębokość to 1,4m
szerokość drzwi balkonowych to min 85cm
drzwi balkonowe bezprogowe, rozzuwane
max wysokość progu to 2,5cm
wysokość balustrady 90-110 cm
nieprzeźroczyste części balustrady do wysokości 80 cm
WINDY
Na etapie projektu jest to przedsięwzięcie znacznie tańsze, choć nadal dość kosztowne, przy adaptacji jest to rozwiązanie znacznie droższe, ale często jest to jedna droga umożliwiająca osobie poruszającej się na wózku dostanie się na górne kondygnacje budynku.
PODNOŚNIKI, PLATFORMY
Możliwość samodzielnego pokonywania schodów przez osobę poruszającą się na wózku inwalidzkim zapewnią wszelkiego typu podnośniki ukośne i pionowe. W przypadku gdy ze względu na brak miejsca niemożliwie jest zainstalowanie windy, jest to jedna alternatywa pokonania biegu schodów.
PORĘCZE
Niezbędnym elementem w przypadku poprawnie zaprojektowanej pochylni są poręcze, które powinny znajdować się na wysokości 75cm i 90cm - w dwóch równoległych pasmach. Wygodna poręcz to w przekroju kształt koła lub owalu o średnicy ok. 3-5cm, dopuszczalny jest również profil o przekroju kwadratu o wymiarach 4x6 cm.
BARIERY ARCHEKTONICZNE
Utrudnienia dla osób niepełnosprawnych występujące w budynkach i ich elementach zewnętrznych, które ze względu na rozwiązania techniczne lub warunki używania utrudniają lub uniemożliwiają swobodę ruchu osobom niepełnosprawnym.
Bariery architektoniczne występujące w elementach zewnętrznych to m.in.:
zbyt wysokie krawężniki, studzienki piwniczne, schody, nieprawidłowo umiejscowione daszki i zadaszenia
nieprawidłowy poziom nachylenia pochylni, brak oznaczenia w fakturze nawierzchni w przypadku lokalizacji urządzeń i obiektów znajdujących się na chodniku.
Dostępne i przyjazne środowisko dla osób niepełnosprawnych to przede wszystkim:
dostępne środki transportu publicznego
wysepki przystankowe
parkingi
niskie krawężniki
przejścia przez jezdnię
Projektowanie uniwersalne
w okresie powojennym nie brano pod uwagę indywidualnych potrzeb potencjalnych użytkowników / wąski przedpokój, zakończony wejściem do łazienki, długa wąska kuchnia, małe pokoje/
normy dotyczące wymagań funkcjonalnych zakładały, że w mieszkaniach przebywać będą tylko osoby chodzące, nie przewidywano alternatywnych aranżacji.
BIOMECHANIKA - (bios z grec. - życie, mechane z grec. - narzędzie) jest nauką o ruchach organizmów ludzkich i zwierzęcych.
Bada ona zarówno aktywne ruchy żywego organizmu, jak i położenie oraz pozę całego ciała wraz z jego poszczególnymi częściami, co jest uwarunkowane funkcją układu ruchowego i podporowego. (...)
Biomechanika, badając ruch, wyjaśnia specyfikę przemieszczania się organizmu w czasie i przestrzeni oraz analizuje przyczyny powodujące ten ruch.
Biomechanika:
... jest zastosowaniem zasad klasycznej mechaniki w zagadnieniach biologicznych
... w odniesieniu do człowieka, zastosowaniem praw Newtona w badaniach ruchliwości i siły człowieka.
... zajmuje się strukturą i właściwościami fizycznymi tkanek ciała, ich sztywnością i zdolnością rozpraszania energii
... mechanicznymi reakcjami zachodzącymi między ciąłem i środowiskiem
... ruchami ciała i siłami koniecznymi do wytwarzania tych ruchów
Biomechanika zawiera rozważania na temat
zewnętrznych sił działających na ciało
zewnętrznych sił wytwarzanych przez ruch ciała
Mechanika:
gałąź fizyki, która zajmuje się efektami działania sił
w biomechanice obowiązują wszystkie prawa mechaniki klasycznej
prawa ruchu Isaaca Newtona
Pierwsze prawo Newtona
każde ciało trwa w stanie spoczynku lub w stanie ruchu jednostajnego prostoliniowego dopóty, dopóki siły nań działające tego stanu nie zmienią.
Drugie prawo Newtona
zmiana ilości ruchu (pędu) jest proporcjonalna do siły działającej i ma kierunek prostej, wzdłuż której ta siła działa
Trzecie prawo Newtona
każdemu działaniu towarzyszy równe i wprost przeciwne oddziaływanie, czyli wzajemne działania dwóch ciał są zawsze równe i skierowane przeciwnie.
Biomechanika człowieka - odniesienie zasad mechaniki do żywego organizmu zdrowego człowieka (część fizjologiczna ruchu)
Biomechanika kliniczna
mechanika ciała człowieka w różnych dysfunkcjach ruchowych (część patologii ruchu).
istotą jej jest porównanie normalnych i patologicznych zjawisk ruchu wraz z analizą możliwości korekcji tych patologii.
korzysta z innych informacji z zakresu fizykochemii (np. badania wydatku energicznego mięśni).
Fizjoterapeuta dysponuje ruchem jako środkiem leczniczo- usprawniającym upośledzoną funkcje organizmu.
Stosując ruch w postępowaniu z pacjentem nie możemy pozwolić sobie na lekceważenie wiedzy o nim.
Nie możemy działać na zasadzie „prób i błędów”.
SYSTEMATYKA RUCHÓW
Położenie przestrzeni układ prostokątnych (Kartezjański).
najczęściej stosowany w biomechanice,
określa położenie i ruchy poszczególnych części ciała.
wprowadza zewnętrzne układy odniesienia.
trzy wzajemne prostopadle osie i płaszczyzny.
pozwala na zdefiniowanie stosunków anatomicznych poszczególnych części ciała.
Standardowa pozycja anatomiczna- postawa stojąca z twarzą zwrócona do przodu, ręce wyprostowane wzdłuż tułowia są zwrócone dłońmi do przodu.
Układ płaszczyzn głównych
Trzy umowne wzajemnie prostopadłe, przecinające się w środku ciężkości płaszczyzny.
pośrodkowa (strzałkowa, sagittal),
czołowa (frontal),
poprzeczna (transwers).
Główne osie ciała:
Linie wyznaczone przez przecięcie płaszczyzn głównych ciała:
oś pionowa,
oś poprzeczna,
oś strzałkowa.
Główne kierunki ciała:
Każda z osi wyznacza dwa kierunki:
oś pionowa (kierunek gorny- bliższy i dolny- dalszy),
oś poprzeczna (boczny i przysrodkowy),
oś strzałkowa (tylny- grzbietowy i przedni-brzuszny).
Ruchy segmentów ciała:
Zdefiniowane w oparciu o płaszczyzny główne
w płaszczyźnie czołowej
przywodzenie - w kierunku linii środkowej
odwodzenie -w kierunku przeciwnym
w płaszczyźnie pośrodkowej
zgięcie - segmenty zbliżają się do siebie,
wyprost - segmenty oddalają się od siebie,
przeprost - wyprost poza standardowa pozycje anatomiczna,
w płaszczyźnie poprzecznej rotacje
zewnętrzna - w kierunku na zewnątrz (od środka ciała),
wewnętrzna - w kierunku dośrodkowym (do środka ciała),
rotacje kk - supinaaj cja i pronacja
Zakresy ruchów w stawach:
Zebrane w wielu systematykach i publikacjach
Są zazwyczaj cechą osobniczą i zależą od wielu czynników:
płeć i wieku badanego,
budowa kości i stawów,
rozwój mięśni, ilość tkanki tłuszczowej, stan więzadeł,
procesy patologiczne w narządzie ruchu
Łańcuchy kinematyczne:
człon - podstawowe ogniwo struktury mechanizmu (półpara kinematyczna),
kości - podstawowe człony biomechanizmów
para kinematyczna - dwa człony połączone ruchomym przegubem (stawem),
łańcuch kinematyczny - zbiór członów, par kinematycznych z określoną swobodą przemieszczeń).
Stopnie swobody łańcuchów kinematycznych:
Reuleaux 1875 wprowadza koncepcję swobody łańcuchów kinematycznych.
Transformacja prostych przemieszczeń kątowych w poszczególnych stawach w złożone ruchy przestrzenne.
Stopnie swobody są wykładnikiem płaszczyzn ruchu stawu.
Jeden stopień swobody- (stawy jednoosiowe) ruch możliwy tylko w jednej płaszczyźnie (zginanie/prostowanie) - staw łokciowy, stawy międzypaliczkowe.
Dwa stopnie swobody- (stawy dwuosiowe), ruch możliwy w dwóch niezależnych płaszczyznach (zginanie/prostowanie wokół osi poprzecznej i przywodzenie odwodzenie wokół osi strzałkowej)- staw promienno nadgarstkowy.
Trzeci stopień swobody - (stawy trójosiowe kulisto-panewkowe) - ruch możliwy w trzech płaszczyznach (zginanie/prostowanie, przywodzenie /odwodzenie oraz rotacje) - staw ramienny, biodrowy.
Trzy stopnie swobody - maximum dla pojedynczego stawu
Stopień swobody łańcuch kinematycznego - suma stopni swobody poszczególnych stawów danego łańcucha
Nadmiar stopni swobody w układzie ruchu człowieka (indywidualizacja, różnice osobnicze, możliwości kompensacji)
Deficyt ruchu w stawie może być kompensowany dodatkowymi ruchami w innych stawach
Ceną kompensacji jest zawsze zwiększenie wydatku energetycznego oraz dodatkowe obciążenie pozostałych stawów
Długotrwała strategia kompensacyjna prowadzi do nawarstwiających się mikrourazów.
Dzięki kompensacji większość przypadków ograniczenia stopni swobody łańcucha kinematycznego nie daje zauważalnych objawów
W złożonych łańcuchach kinematycznych pojedyncze stopnie swobody nie maja większego znaczenia
Czasem utrata jednego stopnia upośledza wykonywanie zawodu (np. muzyki)
Stopnie swobody kończyn:
Segmenty dalsze mają więcej stopni swobody niż segmenty bliższe
Łańcuch kinematyczny kkg (od klp do czubka pleców) ma co najmniej 19 stopni swobody (Błaszczyk, 17-Zagrobelny)
Łańcuch kinematyczne kkd (od miednicy do czubka palców) ma co najmniej 25 stopni swobody (Błaszczyk, 6-Zagroelny)
Czynniki zewnętrzne
Oprócz stopnia swobody na zachowanie się łańcuchów kinematycznych istoty wpływ mają uwarunkowania zewnętrzne tj. rozkład sił oporu wzdłuż łańcucha lub na jego końcach
Łańcuch kinematyczne otwarte i zamknięte
[Steindler (1955)]
Łańcuchy kinematyczne otwarte - dalszy segment porusza się swobodnie w przestrzeni- obwodowe segmenty kostne kończą się w przestrzeni wolno- poszczególne segmenty mogą poruszać się niezależnie lub nawet niektóre z nich mogą pozostawiać w spoczynku.
Łańcuchy kinematyczne zamknięte - dalszy segment styka się z podłożem i pozostaje nieruchomy- końcowe segmenty kostne są połączone i tworzą pierścień lub zamknięty obwód, staw obwodowy napotyka na opór zewnętrzny, który uniemożliwia lub utrudnia swobodny ruch (ruch jednego segmentu wymaga ruchu pozostałych).
DŹWIGNIE BIOMECHANICZNE
Impedancja biomechaniczna: -uogólniona oporność łańcucha kinematycznego, decyduje o rozdziale energii mechanicznej na poszczególne elementy łańcucha kinematycznego;
Rozkład energii na poszczególne stawy a tym samym wypadkowy efekt mechaniczny zależy od napięcia poszczególnych mięśni.
Wpływają na rozkład energii w łańcuchu biomechanicznym.
Klasa maszyn prostych-sztywna belka podparta w dowolnym punkcie.
Miejsce podporu - oś obrotu dźwigni.
Dźwignie jednostronne, dwustronne
Dźwignie jednostronne
oś obrotu na jej końcu
przyłożenie siły mięśniowej (Fm) i wypadkowej siły obciążenia ( Fo )po tej samej stronie od punktu podparcia.
Dźwignie dwustronne
punkt podparcia znajduje się między miejscami przyłożenia siły mięśniowej(Fm) i wypadkowej siły obciążenia(Fo).
Pierwsza klasa:
Dźwignie kostne dwustronne
Układy odpowiedzialne za utrzymanie postawy stojącej:
stabilizacji kręgosłupa (ciężar tułowia jest równoważny napięciem prostowników grzbietu - oś obrotu w środku krążka),
staw skokowy (mięsień trójgłowy łydki równoważny napięciem mięśnia piszczelowego przedniego- oś obrotu wyznacza staw skokowo-goleniowy)
staw biodrowy i kolanowy - najbardziej obciążane stawy w ciele człowieka:
STAW BIODROWY:
symetryczne podparcie - 30% ciężaru ciała;
stanie na jednej nodze - 250% ciężaru ciała;
normalny chód - 400% ciężaru ciała;
bieg - 550% ciężaru ciała.
Kompensacja obciążenia uszkodzonego stawu biodrowego(objaw Trendelenburga):
uszkodzenie jednego stawu biodrowego-> przemieszczenie środka ciężaru w kierunku osi uszkodzonego -> zmniejszenie momentu sił ciężkości-> rośnie kąt działania odwodzicieli-> siłą reakcji stawu wydatnie maleje.
Druga klasa:
Dźwignie kostne jednostronne (najliczniejsze w układzie ruchu człowieka),
Ramię działania siły mięśniowej jest zawsze krótsze od ramienia obciążenia,
zysk mechaniczny (stosunek długości ramion siły mięśniowej i siły obciążenia ZM= Lm/Lo) wynosi ok. 0,1 →siła skurczu mięśni współdziałających musi być większa dziesięciokrotnie od wielkości obciążenia!!!!
Trzecia klasa:
Dźwignie kostne jednostronne (nieliczne w układzie ruchu człowieka),
Ramię działania siły mięśniowej jest zawsze dłuższe od ramienia obciążenia np. niedowład mm. dwugłowego i ramiennego zgięcie łokcia dzięki synergistom: ramienno-promieniowemu i prostownikom nadgarstka,
zysk mechaniczny (stosunek długości ramion siły mięśniowej i siły obciążenia ZM=Lm/Lo) zawsze większy od 1.
Narząd, system ruchu
System szkieletowy- konstrukcja nośna oraz zespół dźwigni napędowych połączonych stawami.
System mięśniowy- właściwy system napędowy organizmu.
Układ nerwowy- kontroluje aktywność układu mięśniowego, aktywność ruchowa całego organizmu.
Mięśnie grupy funkcjonalne:
zwiększają wydajność systemu wykonawczego,
zestawione z mięśni należących do:
mięśni agonistycznych - realizujących tę samą funkcję (zginanie stawu),
mięśni antagonistycznych- realizujących funkcję przeciwstawną(prostowanie stawu).
Mięśnie synergistyczne- współdziałające w realizacji danego ruchu, wspomagające.
Mięśnie:
skurcz mięsni determinuje aktywność ruchową,
zmiana długości mięśni podczas skurczu,
przemieszczenie funkcjonalne- o ile procent jest w stanie skrócić się mięsień po jego maksymalnym rozciągnięciu(34-89%).
Niedostatek (ograniczenie) pasywne- ograniczenie nie pozwalające na dalszy ruch w stawie, mimo że mięśnie agonistyczne mogą być jeszcze w zakresie fizjologicznym(zginanie stawu biodrowego odpowiednio przy zgiętym i wyprostowanym stawie kolanowym).
Opór krańcowy (fizjologiczne odczucie krańcowe)- opór pojawiający się przy biernym przemieszczeniu kończyny w stawie do końca zakresu ruchu:
twardy,
sprężysty
miękki.
Opór krańcowy twardy- ruch w stawie jest ograniczonym przez kontakt struktur kostnych (wyprost stawu łokciowego).
Opór krańcowy sprężysty - ruch ograniczają sprężyste struktury łącznotkankowe (więzadła, torebki), sprężystość mięśni (zginanie nadgarstka).
Opór krańcowy miękki - ruch powstrzymywany jest przez ucisk sąsiadujących ze sobą tkanek miękkich (zgięcie w stawie łokciowym)/.
BIOMECHANIKA TKANEK
Układ ruchu:
Zespół mięśni i dźwigni kostnych oraz zawiadujący nim układ nerwowy
Ruch jako aktywność mięśniowa
Ścisłe powiązanie struktury oraz funkcji determinującej jej przeznaczenie i zakres aktywności
Zdolność funkcjonalnej adaptacji tkanki łącznej do środowiska
Podział sił działające na ciało człowieka:
Siły zewnętrzne: przyciąganie ziemskie, partner/przeciwnik, wiatr, prąd wodny, tarcie, reakcja podłoża
Siły wewnętrzne: siły wytwarzane przez mięśnie, opór tkanek biernych, bezwładność
Siły czynne: siły pobudzonych mięśni, przyciąganie ziemskie, partner/przeciwnik, wiatr, prąd wody
Siły bierne: reakcja podłoża, tarcie, opór wody, opór powietrza, opór tkanek biernych, bezwładność, siły bierne mięśni
Mikrourazy:
Drobne uszkodzenia tkanek, występujące w czasie nadmiernego wysiłku
Impuls do przebudowy tkanek narządu ruchu
Długotrwałe przeciążenia, kumulacja mikrourazów - zmiany zwyrodnieniowe tkanek
Mikrourazy -> upośledzenie funkcji narządu ruchu -> zmiany strukturalne -> niewydolność narządu ruchu
Rehabilitacja - dążymy do przerwania mechanizmu błędnego koła
Narząd ruchu:
kości - dźwignie
stawy - połączenia stawowe
mięśnie - siłowniki
Kości:
wielofunkcyjna mechanika rama organizmu
206 kości w ciele dorosłego człowieka
położenie i kształt zależą od funkcji pełnionej w organizmie
posiadają zdolność samonaprawy w przypadku uszkodzenia (złamania)
są magazynem i źródłem pierwiastków dla organizmu (99% Ca organizmu)
siły zewnętrzne i wewnętrzne są głównym bodźcem mechanicznym działającym na kości
złożony pod względem strukturalnym i funkcjonalnym system
aktywna metabolicznie struktura zdolna do dynamicznej adaptacji
dostosowuje swoje parametry do wymagań mechanicznych
Kości - modelowanie struktury
Prawo Wolffa (1884) - wszelkie zmiany w funkcjonowaniu kości powodują dostosowawcze zmiany jej struktury - „nieużywane zanika”
Modelowanie struktury:
Zewnętrzne (powierzchniowe) - zmiana kształtu
Wewnętrzne - zmiana struktury
Fukada (1957) - zjawisko piezoelektryczności
Długotrwałe naprężenia mechaniczne bodźcem do wzmocnienia i przebudowy kości
Modelowanie najszybsze w okresie wzrostu (wkładki ortopedyczne)
Unieruchomienie -> ograniczenie przepływu krwi -> zakwaszenie środowiska wewnętrznego organizmu -> wypłukiwanie jonów Ca -> postępujące rzeszotnienie kości -> utrata wytrzymałości mechanicznej -> złamanie(!?)
Bodźce mechaniczne:
stymulują rozwój i wzrost kości
wpływają na procesy odżywcze
pozwalają na prawidłową aktywność ruchową
sprzężenie zwrotne między aktywnością a prawidłowym funkcjonowaniem tkanek
niezbędne do prawidłowego rozwoju pozostałych składowych narządu ruchu
Dynamika bodźców:
Statyczne
nie zmienia się ich wielkość w czasie
powodują najczęściej degradację tkanek
Dynamiczne
zmienna wielkość w czasie
zapewniają prawidłowe funkcjonowanie tkanek
Szkielet:
pozwala na utrzymanie kształtu całego organizmu
nadaje sylwetce charakterystyczny kształt
zapewnia przyjęcie spionizowanej postawy
zespół dźwigni kostnych pozwala na przekształcenie skurczu mięśni na ruch segmentu
tworzy z łańcuchów kinematycznych
Kości wytrzymałość:
nadmierne obciążenia przekraczające ich wytrzymałość mechaniczną powodują złamania
największa wrażliwość na skręcenie i zginanie
kość o przekroju rury i większej średnicy będzie znacznie sztywniejsza niż kość o tej samej powierzchni przekroju lecz o przekroju pręta lub o mniejszej średnicy
Kości złamania:
t. zielonej gałązki
t. tłukącego się szkła
z oderwania (awulsyjne)
zmęczeniowe
skośne
spiralne
otwarte, zamknięte..........
Proces gojenia się złamań:
faza zapalna
faza naprawcza
faza przemodelowania
Faza zapalna:
następuje bezpośrednio po urazie
trwa kilka godzin
krwawienie ze złamanej kości i otaczających tkanek
tworzenie krwiaka, obrzęku, ból (cech zapalenia)
uwolnienie enzymów, martwica tkanek
Faza naprawcza:
wzmożona aktywność osteoklastów i makrofagów oczyszczających okolicę szpary złamania z martwych tkanek
proliferacja osteoblastów (komórki kościotwórczych)
trwa od kilku tygodni do kilku miesięcy
Faza przemodelowania (przekształcenia)
najwolniejszy proces - trwa nawet kilka lat
zmiana struktury kości tkanej na blaszkową
redukcja nadmiaru kości
wzmocnienie wytrzymałości mechanicznej
Uwarunkowania biomechaniczne gojenia złamań:
prawidłowe zestawienie (repozycja) odłamów
sztywne (stabilne) połączenie odłamów
właściwa kompresja (docisk) odłamów
Stawy:
stawy ruchome najważniejsze z punktu widzenia biomechaniki
pozwalają na zmiany położenia kątowego sąsiadujących kości
tworzą dopasowane do siebie powierzchnie kości zamknięte torebką stawową
powierzchnie kości pokryte warstwą chrząstki szklistej (bardzo twardej i idealnie gładkiej)
jama stawowa - wnętrze torebki stawowej - wypełniona mazią stawową
staw zawiasowy - jeden stopień swobody
staw siodełkowy - dwa stopnie swobody
staw kulisty - trzy stopnie swobody
Charakterystyka ruchów stawowych
Toczenie - powierzchnie stawowe stykają się coraz to w innym punkcie (kula na stole)
Ślizganie, skręcanie - ten sam punkt jednej powierzchni styka się z coraz to innym punktem drugiej powierzchni
Maź stawowa
nawilża powierzchnie stawowe
zmniejsza tarcie - współczynnik tarcia w stawie wynosi ok. 0,003 (na styku dwóch naoliwionych powierzchni metalowych wynosi ok. 0,3-0,5!!!!!)
odżywia chrząstkę
Chrząstka stawowa
najważniejszy element połączenia kostnego
miejsce występowania określa funkcję
rola w biomechanice narządu ruchu
rozkład nacisku na powierzchnie stawowe
zmniejszenie tarcia w trakcie ruchu
amortyzacja przeciążeń
budowa (grubość 0,5-2mm)
chondrocyty
macierz chrzęstna
Dodatkowe struktury wewnętrzne:
Dyski
wypełniają całą jamę stawową
zapewniają pełen kontakt powierzchni stawowych
Łąkotki
pokrywają 2/3 powierzchni stawu
zwiększają zwartość stawu
przenoszą 70% obciążenia stawu kolanowego
poprawiają poślizg powierzchni stawowych
Torebka stawowa:
bardzo elastyczna
pewne miejsca wzmocnione więzadłami, zgrubieniami torebki
Więzadła:
płaskie struktury łącznotkankowe stabilizujące stawy
przebieg ma wpływ na charakterystykę przemieszczeń oraz ruchomość stawu
najczęściej ograniczają nadmierny wzrost stawu
Ochrona kości i stawów przed przeciążeniem:
przeciążenie stawów odgrywa zasadnicza rolę w powstawaniu zmian patologicznych
dysfunkcje układu kostno-stawowego sprzyjają przeciążeniom
czynniki ryzyka:
wady postawy
asymetria funkcjonalna, czynnościowa
nadmierne napięcie mięśniowe
Struktura mechaniczna mięśni:
elementy czynne: białka mające zdolność kurczenia się pod wpływem impulsów nerwowych
elementy bierne: tkanka łączna nadająca mięśniom określony kształt i zwartość (tonus mięśniowy)
Tonus mięśniowy: wyczuwalna palpacyjnie sprężystość i konsystencja mięśnia
charakteryzuje zdrowy, prawidłowo funkcjonujący mięsień
zależy od mechanicznych parametrów tkanki (lepkość, sprężystość)
Tonus posturalny - tonus mięśni zaangażowanych w utrzymanie postawy stojącej (stała, niewielka aktywność nerwowa)
Charakterystyka biomechaniczna mięśni:
W trakcie skurczu mm i wykonywania ruchu zgięcia następuje:
aktywne skracanie mięśni agonistycznych (agonistów) - funkcja napędowa
bierne rozciąganie mięśni antagonistycznych (antagonistów) p funkcja tłumiąca
MTU (muscle-tendon unit) - jednostka mieśniowo-ścięgnowa - zespół biomechaniczny zaangażowany w dany ruch.
Odnerwienie mięśnia:
przerwa w dopływie sygnałów sterujących
przerwa w dopływie sygnałów troficznych
zmiana charakterystyki mechanicznej mięśnia:
wzrost długości początkowej
zmniejszenie rozciągłości
zaburzenie zakresu długości maksymalnej/ minimalnej
spadek liczby sarkomerów
Funkcje biomechaniczne mięśni:
wytwarzanie i kontrolowanie ruchu w stawie
stabilizowanie stawów
udział w utrzymaniu postawy statycznej
amortyzacja przeciążeń
źródło siły
Praca mięśni:
Praca dośrodkowa (koncentryczna) - silą skurczu mięsień, jest większa od obciążenia, ruch w stawie odbywa się zgodnie z kierunkiem siły mięśniowej
Praca odśrodkowa (ekscentryczna) - siłą skurczu jest mniejsza od obciążenia, ruch w stawie odbywa się przeciwnie do kierunku działania siły mięśniowej, która tylko zwiększa opory ruchu.
Uszkodzenie mięśni:
Związane z przeciążeniem dynamicznym aparatu mięśniowego:
Opóźniony ból mięśniowy - przeciążenie mięśnia wskutek nadmiernego, nietypowego wysiłku fizycznego.
Naderwanie (rozerwanie) mięśnia - całkowite lub częściowe - nadmierny skurcz podczas rozerwania mięśnia (praca ekscentryczna)
Wskaźniki aktywności mięśniowej:
wytrzymałość mięśnia - zdolność układu mięśniowego do wykonywania (powtarzanie) tego samego aktu ruchu przez pewien czas
zmęczenie mięśnia - niemożność utrzymania przez mięsień zadanej lub wymaganej siły skurczu.
BIOMECHANIKA KOŃCZYNY DOLNEJ
Biomechanika narządu ruchu człowieka - kończyny
kończyny górne i dolne pod względem budowy są tworami homologicznymi
odrębne funkcje - różne ukształtowanie
kończyna górna - chwyta - konstrukcja dynamiczna
kończyna dolna - podporowa, lokomocyjna - konstrukcja statyczne
Obręcz kończyny dolnej
kość miednicy
kość krzyżowa
kość miedniczna
kość biodrowa
kość łonowa
kość kulszowa
kość części wolnej kończyny dolnej
kość udowa
kość goleni
piszczelowa
strzałkowa
kość stopy
Stawy kończyny dolnej
połączenia obręczy
staw krzyżowo-biodrowy
spojenie łonowe
połączenia kończyny dolnej wolnej
staw biodrowy
staw kolanowy
połączenia kości goleni
stawy stopy
Mechanika stawu biodrowego
Położenie prawidłowe
prawidłowa, pionowa postawa ciała
położenie krańcowe
panewka obejmuje główkę kości udowej tylko od tyłu i góry, od przodu głowa przylega do więzadła biodrowo-udowego
Położenie pośrednie
wszystkie włókna torebki są „odprężone”
torebka stawowa ma największą pojemność
zapalenie, wysięk zmusza do takiego ustawienia
udo w niewielkim zgięciu, odwiedzeniu, rotacji zewnętrznej
wierzchołek głowy kości udowej odpowiada najgłębszemu miejscu panewki
obrąbek panewki przylega dookoła brzegu chrzęstnego głowy
Mechanika stawu biodrowego
staw kulisty panewkowy
zakresy ruchów dookoła, nieskończonej ilości osi (trzy główne)
oś porzeczna łączy punkty środkowe głów obu kości udowych (zgięcie, prostowanie uda)
oś strzałkowa biegnie przez środek głowy w płaszczyźnie strzałkowej (odwiedzenie, przywiedzenie)
oś pionowa biegnie przez środek głowy oraz staw kolanowy (rotacja wewnętrzna i zewnętrzna)
ruchy w stawie biodrowym łączą się z ruchami kręgosłupa, mogą one być uzupełniane i częściowo zastąpione
stabilizacja stawu biodrowego
torebka stawu obejmuje:
obrębek stawowy
głowa kości udowej
większą część szyjki
więzadła wzmacniające torebkę
więzadło biodrowo-udowe
więzadło łonowo-udowe
więzadło kulszowo-udowe
warstwa okrężna
więzadło głowy kości udowej (położona wewnątrz stawu)
ruchy zgięcia i prostowania
największy ..??????..........
prostowanie wspomagane jest ruchem odcinka lędźwiowo-krzyżowego
zakres w płaszczyźnie strzałkowej to 135o w odwiedzeniu 165o (przy zgiętym kolanie)
wyprostowanie kolana z powodu hamującego działania antagonistów zmniejsza ten zakres do 80o
hamowanie ruchów zgięcia, prostowania odbywa się poprzez więzadła i mięśnie (prostowanie przede wszystkim przez pasmo więzadła biodrowo-udowego, zgięcie przez rozciąganie antagonistycznych mięśni prostujących tj. półbłoniastego, półbłoniastego i głowy długiej mięśnia dwugłowego)
ruch odwiedzenia i przywiedzenia
dookoła osi strzałkowej
do 40o w każdą stronę (rozkrok możliwy do 80o)
zgięcia zwiększa odwiedzenie (rozluźnienie więzadła biodrowo-udowego)
maksymalny zakres ruchu (145o) przy zgięciu do 60o (odwiedzenie ok. 90o, przywiedzenie ok. 55o)
pochylenie boczne miednicy i odwiedzenie uda to identyczne ruchy stawowe
odwiedzenie hamuje więzadło łonowo-udowe, przywiedzenie pasmo poprzeczne więzadło biodrowo-udowe przy zgiętym udzie także więzadło głowy kości udowej
ruchy rotacji wewnętrznej i zewnętrznej
dookoła osi pionowej (podłużnej) stanowiącej także linie nośną kończyny dolnej (środek stawu biodrowego, kolanowego i skokowego)
w postawie prawidłowej rotacji zewnętrznej (odwracanie uda) ogranicza się do 15o, rotacja wewnętrzna (nawracanie uda)może wynieść 35o
zgięcie i odwiedzenie wzrasta do 100o (aparat więzadłowy rozluźnia się rotacja zewnętrzna 40o a wewnętrzna 60o)
rotacja wewnętrzna hamowana jest przez więzadło kulszowo-udowe, rotacja zewnętrzna przez więzadło biodrowo-udowe, przy zgiętym biodrze także za głowy kości udowej
ruch obwodzenia
kombinacja ruchów dookoła osi czołowej i strzałkowej
zatacza na powierzchni kuli elipsę
rozmiar tego ruchu tylko niezależnie ustępuje odpowiednim ruchom stawu barkowego (ramiennego)
zginacze:
m. prosty uda (najsilniejszy)
m. biodrowo-lędźwiowy
m. naprężacz powięzi szerokiej
m. krawiecki
mm. pomocnicze (w znaczeniu drugorzędowym)
całkowita siła zginaczy to ok. 50,9 kGm
prostowniki:
m. pośladkowy wielki (najsilniejszy)
m. przywodziciel wielki
m półbłoniasty
m. pośladkowy średni
całkowita siła prostowników to ok. 140,8 kGm
przywodzicie:
m. przywodziciel wielki (najsilniejszy)
część m. pośladkowego wielkiego
m. przywodziciel długi
m. przywodziciel krótki
m. półbłoniasty
całkowita siła przywodzicieli to ok. 100 kGm
odwodziciele:
mm. pośladkowe
m. naprężacz powięzi szerokiej
m. prosty uda
całkowita siła odwodzicieli to ok. 66kGm
rotatory zewnętrzne
m. pośladkowy wielki (najsilniejszy)
części tylne pozostałych mięśni pośladkowych
m. zasłaniacz wewnętrzny
m. biodrowo-lędźwiowy
całkowita siła ............???
rotatory wewnętrzne
część mięśnia przywodziciela wielkiego (najskuteczniejszy)
m. pośladkowy mały i część .....???
najsłabszy ruch w stawie biodrowym
prawie nigdy nie występuje samodzielnie (zwykle wspomagany przez inne czynniki siły ciężkości)
Mechanika stawu kolanowego
prawidłowe położenie
części tylne torebki są napięte
....???
...???
położenie pośrednie
włókna torebki są równomiernie rozluźnione
torebka stawowa ma największą pojemność
przy zgiętym stawie kolanowym do 25o
zapalenie, wysięk zmniejsza do tego ustawienie
staw zawiasowy, zmodyfikowany (odmiana stawu zawiasowego)
zakresy ruchów odbywają się dookoła dwóch wzajemnie prostopadłych osi obrotu
oś poprzeczna - zgięcie, prostowanie stawu kolanowego
oś pionowa (podłużne górne) - rotacje wewnętrzne i zewnętrzne (ruchy obrotowe)
stabilizacja stawu kolanowego
torebka stawu
więzadła wzmacniające torebkę :
więzadło rzepki
troczki rzepki (przyśrodkowy i boczny)
więzadło poboczne (piszczelowe i strzałkowe)
więzadło krzyżowe (przednie i tylne)
więzadło podkolanowe (skośne i łukowate)
więzadło poprzeczne kolana
więzadło łąkotkowo-udowe (tylne i przednie
ruch zgięcia i prostowania
jest kombinacją toczenia i ślizgania (do 20o ruch toczenia, następnie więzadła krzyżowe przeszkadzają w toczeniu, przechodzi ono w ślizganie)
przy zginaniu łąkotki przesuwają się do tyłu przy prostowaniu do przodu
rzepka przy zgięciu przesuwa się dookoła, przy prostowaniu do góry (na drodze 5-7mm)
zakres ruchu 160-170o
zginanie hamowane jest przez napięcie prostowników i uwypuklenie zginaczy do okolicy podkolanowej
prostowanie hamowane jest przy napięciu zginaczy torebki stawowej, więzadeł podkolanowych i pobocznych
ruch obrotowy (rotacje)
odbywa się w każdym położeniu stawu kolanowego z wyjątkiem końcowego wyprostu i zgięcia
zakres jest osobniczo zmienny wzrasta od wyprostu do zgięcia (przy zgięciu 30o - 38o, 5o-10o wewnętrzna; 32o zewnętrzna przy zgięciu 120o -60o - 5o-10o wewnętrzna, 52o zewnętrzna
przy rotacji wewnętrznej kłykcie przyśrodkowe kości piszczelowej kierują się do tyłu, boczny do przodu, przy rotacji zewnętrznej odwrotnie
kłykieć boczny ma zawsze większą drogę do przebycia
przy rotacji wewnętrznej łąkątka przyśrodkowa przesuwa się do przodu, boczna do tyłu, przy rotacji zewnętrznej odwrotnie
oś obrotu leży w obrębie kłykcia przyśrodkowego piszczeli
rotacja zewnętrzna hamuje więzadła poboczne, wewnętrzna więzadła krzyżowe (owijają się wokół siebie)
końcowe ruchy obrotowe
przy końcowym prostowaniu i zginaniu dołączają się przymusowe ruchy obrotowe
wyprostowi towarzyszy ruch goleni na zewnątrz
zgięciu towarzyszy ruch goleni do wewnątrz
wywołane przez aparat więzadłowy
zginacze:
m. półbłoniasty
m. półścięgnisty
m. dwugłowy uda
m smukły, ..... , podkolanowy, brzuchaty łydki
całkowita siła zginaczy to 45,7 kGm
prostowniki:
m. czworogłowy uda (jedyny istotny m. prostujący)
m. naprężacz powięzi szerokiej
całkowita sił to 142,8 kGm
porażenie m. czworogłowego uniemożliwia czynne prostowanie kolana (pacjent może stać, jeśli przesunie płaszczyzne ciężkości ciała do przodu od poprzedniej osi stawu kolanowego)
rotatory:
ruchy obrotowe goleni mogą być wykonywane tylko przy zgiętym stawie kolanowym
wszystkie zginacze po za m. naprężaczem powięzi szerokiej
mięśnie nawrotne 6,0 kGm
główny m. półbłoniasty
dodatkowe - m. półścięgnisty, smukły, krawiecki, podkolanowy
mięśnie odwracacze 5,5 kGm
główne - m. dwugłowy uda
dodatkowe - m. naprężacz powięzi szerokiej
mięsnie .......???
Mechanika połączeń goleni
staw piszczelowo-strzałkowy górny
więzozrost (staw) piszczelowo-strzałkowy dolny
błona międzykostna goleni
staw piszczelowo-strzałkowy górny
wzmocniony na powierzchni przedniej i tylnej więzadłem przednim i tylnym głowy strzałki
odbywają się w nim minimalne ruchy
anatomiczne odchylenie kości bocznej w stawie skokowym górnym
m. dwugłowy uda może przy zgiętym kolanie minimalnie przemieszczać głowę strzałki ku tyłowi
więzozrost (staw) piszczelowo-strzałkowy dolny
wzmocniony na powierzchni przedniej i tylnej więzadłem piszczelowo-strzałkowym przednim i tylnym
niewielka ruchomość umożliwia odchylenie kostek przy zgięciu grzbietowym stopy
stanowi drugie, dolne sprężyste połączenie kości goleni
błona międzykostna goleni
rozpięta miedzy brzegami międzykostnymi kości piszczelowej i strzałkowej, zatyka przestrzeń międzykostną
ku dołowi przechodzi w więzozrost piszczelowo-strzałkowy
ma dużą wytrzymałość mechaniczną
hamuje podłużnie przesuwanie się kości goleni w stosunku do siebie
stanowi pole przyczepu mięśni
Mechanika stopy
w XVI wieku Leonardo da Vinci określił stopę jako arcydziełom sztuki biomechaniki
stopa zbudowana jest z 26 kości (na 206 ogółem) połączonych układem torebkowo-więzadłowym
w stopie są 33 stawy i ..???.
w obrębie przyczepy ma 20 mięśni
swoista równowaga gwarantuje prawidłową budowę stopy i jej harmonijny ruch
funkcjonalnie wyróżnia przodostopie oraz tyłostopie (kość skokowa i piętowa)
prawidłowo ukształtowana stopa ma trzy punkty podparcia
warunkiem zdrowej budowy jest właściwe położenie kości względem siebie
wymaga to prawidłowej wydolności więzadeł i mięśni stopy
stabilizator bierny stopy - układ torebkowo-więzadłowy
stabilizator czynny stopy - układ mięśniowy
pełni funkcję lokomocyjną - podpórczą
wielokrotnie narażona na urazy i przeciążenia
Stopa - łuki, sklepienia stopy
przypominają resory
rozciągają się obciążeniu
powracają po odciążeniu
przyśrodkowy łuk podłużny
boczny (zewnętrzny) łuk podłużny
łuk poprzeczny
teorie ...???
dwie krokwie skośne
......, ściąg poziomy
teorie wiązarów - krokwie kostne i ściąg więzadłowy
jeden to kość skokowa po głowy kości śródstopia
druga to kość skokowa i piętowa
ściąg to więzadła i krótkie mięśnie podeszwowe
łuk podłużny przyśrodkowy (dynamiczny) przebiega od guza piętowego, poprzez kość łódkowatą, pierwszą kość klinową do głowy pierwszej kości śródstopia
oddalony od podłoża o ok. 2,5 cm
łuk poprzeczny przedni (obwodowy) łączy głowę kości śródstopia
jest adaptacją do dwunożnego trybu życia (nie istnieje u zwierząt, nawet ....???
obciążenie - spłaszczenie
odciążenie - powrót
Stopa - biomechanika
stęp
śródstopie
przodostopie i palce
Stęp
stanowi przede wszystkim punkt podporu
w pozycji stojącej dźwiga połowę masy ciała
po usunięciu stępu przeciążenia przesuwa się ku przodostopu
ustawienie stępu dostosowuje się do nierównego terenu
współdziała odruchowo z układem kostno - stawowym i mięśniowo - ścięgnowym śródstopia i palców
artrodeza stawu skokowo-piętowego utrudnia utrzymanie równowagi
tworzy sklepienie podłużne stopy
uzyskuje statyczność dzięki ............... w odpowiednie kości stępu
w najwyższym uwypukleniu .......
Śródstopie
sklepienie poprzeczne traci sztywność ku obwodowi
na poziomie głowy kości śródstopia zaznacza się tylko w fazie odciążenia stopy
zanika w fazie podporu (przyparcia do podłoża)
Przodostopie i palce
słaba budowa kostno-stawowa
wątły układ mięśniowo-ścięgnowy
duże obciążenie czynne i bierne
słabe naturalne możliwości ochrony kształtu i funkcji
łatwo zdeformowane przez niewłaściwe (modne, ciasne, na wysokich obcasach obuwie)
Stopa podsumowanie
głównym zadaniem jest lokomocja człowieka
pozycja stojąca jest nie fizjologiczna, narusza naturalną budowę i czynność
nieprawidłowe obuwie powoduje, utrwala i pogarsza patologię
Stopa poprzecznie płaskie
fizjologiczne głowy kości śródstopia tworzą łuk poprzeczny
kości I, IV, V wykazują fizjologiczną ruchomość poprzeczno-grzbietową
kość II, III są nieruchome tworzą elementy więzadła podstawowego
na obniżenie głowy kości I, IV, V wpływa podeszwowe zgięcie stawów śródstopno-paliczkowych
sprawne zgięcie chroni głowy II, III przed przeciążeniem podczas chodu i stania
głowa kości I, IV, V śródstopia odchylają grzbietowo
głowa kości II i III śródstopia nie zmieniają swojego położenia
Stopy poprzeczne płaski czynnik ryzyka
większość chorych stanowią kobiety
zawsze współistnieją silne zniekształcenia świadczące o ..... stepu
ustawienie końskie w obuwiu na wysokim obcasie
szerokie rozumienie „dbanie o stopy”
24