Lokomocja

Kinematyka zajmuje się

• Opisem i analizą chodu

• Określone zjawiska cechują się dużą powtarzalnością

• Bada zmiany rytmu lokomocji, kątów stawowych, długości kroku, faz podparcia i przeniesienia poszczególnych kończyn

• Ich wielkości lub zmianie

• Nie mówi nic o przyczynach ruchu

• Wykorzystywana w przypadku ocen funkcji

• Ocena stawów i ewentualnie poprawy ich stanu

Metoda rejestracji diagramów chodu

• Rejestracja faz podparcia i przeniesienia w czasie chodzenia i w czasie biegu

• Pozwala badać odcinek którego długość zależała od części podparcia

Metoda fotografowana

• Utrwalanie na taśmie filmowej poruszających się ludzi i zwierząt

Metoda pomiarów kątów stawowych za pomocą czujnika kątów stawowych czyli goniometru

• Dłuższe sekwencje przemieszczeń kątowych, w poszczególnych stawach

• Mocowanie czujników (diody elektroluminescencyjne) emitujące światło w zakresie podczerwieni

Liczba zmiennych kinematycznych wymaganych do opisu jednego kroku jest znaczna i analiza ich jest możliwa tylko dzięki komputerom

• Opis jednego segmentu 9 niezależnych zmiennych

• 6 liniowych : położenie, prędkość, przyspieszenie poziome i pionowe

• 3 kątów: kąt, prędkość kątowa' przyśpieszenie kątowe

• ciało ludzkie składa się z 15 segmentów i 135 przebiegów

metoda czasowo przestrzennych diagramów chodu

• stacjonarne bieżnie z przewodzącej gumy mocowane do obuwia

• sygnał kontaktu- droga radiowa do komputera

• szybkość lokomocji, srednia czasu trwania faz kroku, długość kroku oraz współczynnik symetrii faz cyklu lokomocyjnrgo kroku

• siła nacisku kończyny napodłoże w czasie swobodnej lokomocji

• za pomocą platformy siłowej wyposażonej w czujniki tensometryczne lub piezoelektryczne

• rejestruje się składową poziomą i pionową nacisku stopy na podłoże w czasie fazy podparcia

• w celu wyeliminowania indywidualnych ciężarów badanego podaje się znormalizowane czułości podłoża

składowa pionowa ma przebieg dwufazowy

Metoda dynamiki odbicia

• Rejestracja przemieszczeń kątowych w poszczególnych stawach koń czyn dolnych

• Odliczanie momenty sił w poszczególnych stawach ( 1950 Preser i Frankel)

• Podparcie-60% przeniesienie-40%

Prawidłowy chód

• Czynność zautomatyzowana

• Lokomocja jest istotnym elementem aktywności, pozwala na zaspokojenie potrzeb życiowych człowieka

• W lokomocji nasila się problem kontroli stabilności

• Główne zadanie lokomocji to poruszanie się w danych kierunkach z określoną zależną od motywacji

• Trzy podstawowe formy poruszania się to chód bieg sprint zbiór uzupełniają skoki

• Głównym elementem wykonawczym systemu lokomocyjnego są kończyny dolne

• Ich prace wspomagają tyłów, kończyny górne

• Kończyny dolne realizują chód lokomocyjny w sposób określony i naprzemienny

• Zadania chodu dostosowanie energii mechanicznej do ilości potrzeb Podparcie dla kończyn górnych, absorpcja energii w celu zmniejszenie impulsywności przeciążeń narządu ruchu, stabilizacja głowy

Układ nerwowy zapewnia stabilność lokomocji poprzez dostrojenie ruchów kończyn do jakości kończyn, nierówności podłoża i skuteczne unikanie przeszkód.

Chód jest kombinacją wielu złożonych procesów

• Wytwarzanie i przekazywanie energii

• Równowaga

• Koordynacja ruchów

Cechy (atrybuty ) chodu

• Stabilność podparcia

• Prawidłowy prześwit pod stopą w fazie wymachu kończyny

• Odpowiednie ustawienie stopy poprzedzające jaj kontakt z podłożem

• Prawidłowa długość kroku

• Minimalny wydatek energetyczny

Stabilność podparcia

• Nieprawidłowe ustawianie stopy

• Upośledzenie kontroli ruchów tułowia lub kończyn dolnych

• Kąt stawu skokowego w momencie po rozpoczęciu fazy podporu wynosi 90 stopni (nie jest tak gdy stopa jest końsko szpotawa spastyszne napięcie m. Trójgłowego łydki )

Prawidłowy prześwit

• Unikanie przeszkód może zaburzyć rytm chodu

• Przeciętna wielkość wynosi 18mm

• Skoordynowana kontrola ugięcia kolon i stawu skokowego

Odpowiednie ustawienie stopy

• Utworzone spięcie kolano stopa (koordynacja zgięcia kolana i zgięcia grzbietowego stopy

• Przygotowanie kończyny do ponownego postawienia stóp i dla aktywnego przejęcia energii i wdrożenia w momencie zetknięcia się pięty z podłożem

• Siła z jaką uderza pięta musi być odpowiednia(np. aby się nie poślizgnąć

Prawidłowa długość kroku

• Nieprawidłowy krok przy

• Procesy starzenia się organizmu

• Postępujące choroby neurodegeneracyjne

• Niedowłady

• Nieprawidłowe odepchnięcie i faza wymachu(np. problemy z m trójgłowym łydki)

Minimalny wydatek energetyczny

• Preferowana szybkość zapewniająca zużycie jakiejś energii, cecha indywidualna każdego człowieka

• Wydatek energii organizmie zależny od sumy przyśpieszeń środka ciężkości w płaszczyźnie pionowej

• Wymach kończyny w fazie przeniesienia (bieg)

Wyznaczniki chodu

• Redukcja maksymalnego uniesienia środka ciężkości w fazie podporu środkowego

• Ograniczenie opadania środka ciężkości w skrajnych położeniach końcowych danych ruchów na granicy faz podparcia i przeniesienia

• Ograniczeń bocznego przemieszczania S.C.

• W wyniku sumowania efektu zakres przemieszczeń S.C. w czasie normalnego chodu wynosi 15-50mm

1 rotacja miednicy

• miednica skręca się do przodu w czasie uderzania pięty( ku tyłowi w chwilach odrywania palców)

• efekt zwiększania się długości kończyny dolnej na granicy faz podporu i przeniesienia

2 przechył miednicy

• zwiększa się efektywna długość kończyny dolnej

• miednica pochyla się przy stawianiu pięty i odrywaniu palców

3 ugięcie kolan

• nieznaczne ugięcie nogi w stawie kolanowym(ok20%) w środku fazy podporu

• obniżenie maksymalne położenia S.C.

4 ugięcie stawu skokowego

• zwiększenie efektywnej długości kroku

• zgięcie grzbietowe w czasie uderzenie pięty

• zgięcie podeszwowe przy odrywaniu palców

5 rotacje poprzeczne nóg

• szerokie rozstewienie kończyn w stawach biodrowych w stosunku do węższego podparcia stóp

• rotacja zewnętrzna ( wydłużenie kończyny)-odwodzenie stopy, rotacja piszczeli i bioder w momencie stawiania pięty

• rotacja wewnętrzna (skrócenie kończyny)- przywodzenie stopy, odbicie palców stopy

6 koślawość kolana

• anatomiczna koślawość kolan

• rozstawienie stóp w kolejnych podporach jest znacznie węższe w stosunku do bioder

• mniejsze boczne ruchy miednicy i przemieszczanie się środka ciężkości

Lokomocja

• Indywidualny charakter rozpoznawalny wzorzec chodu

• Chód aktywność cykliczna ruchowa

Bieg jest to forma lokomocji człowieka obserwowana w zakresie średnich prędkości. Bieg charakteryzuje naprzemienne stawianie nóg rozpoczynające się uderzeniem pięty. Faza podparcia pojedynczej kończyny jest krótsza od 50% cyklu kroku co oznacza że w czasie biegunie występują (charakterystyczne dla chodu) fazy podwójnego podparcia, a pojawiają się natomiast krótkie fazy lotu

Chód forma lokomocji człowieka charakterystyczna dla dolnego i preferowanego zakresu szybkości poruszania się. Chód jest preferowanym sposobem poruszania się. Charakteryzuje go długa faza podparcia (około 60% cyklu kroku). I związane z tym dwie krótkie fazy podwójnego podparcia.

Cykl(okres wykroku)okres pomiędzy tymi samymi momentami ruchu obydwu kończyn np. między kontaktem początkowym prawej i lewej nogi.

Długość wykroku- odległość między charakterystycznymi punktami, np. między piętami lub czubkami palców lewej i prawej nogi w czasie podwójnego podparcia. Długość lewego i prawego wykroku powinna być mierzona w czasie jednego kroku, natomiast można podawać średni wykrok i wówczas uśrednienie obejmują wiele kroków. W stabilnym chodzie jeden wykrok jest równy połowie długości kroku.

Faza lotu- w biegu i w sprincie część cyklu kroku, podczas którego żadna z kończyn nie ma kontaktu z podłożem.

Faza odepchnięcia- końcowy fragment fazy podparcia, kiedy noga odpycha się od podłoża. Rozpoczyna się wkrótce po oderwaniu pięty od podłoża, a kończy się wraz z oderwaniem palców od podłoża. Fazę wyróżnia zgięcie podeszwowe stopy.

Faza podparcia- okres w cyklu kroku, podczas którego stopa pozostaje w kontakcie z podłożem. Czas trwania fazy podawany jest w jednostkach czasu jako procent cyklu kroku. Faza podparcia podzielona jest na kilka okresów funkcjonalnych takich jak przejęcie ciężaru, środkowa faza podparcia i faza odbicia.

Faza podwójnego podparcia to w chodzie okres, podczas którego obie kończyny dolne pozostają w kontakcie z podłożem. Czasami używa się wartości normalizowanej podwójnego podparcia, czyli podzielonego przez cykl kroku i wyrażonego w procentach. W cyklu wyróżnia się dwie fazy podwójnego podparcia (prawą i lewą) mierzone odpowiednio między kontaktem początkowym lewej stopy i oderwaniem palców prawej stopy oraz analogicznie dla drugiej kończyny

Faza przeniesienia ( faza wymachu) to część cyklu kroku , podczas którego stopa nie ma kontaktu z podłożem i jest aktywnie przenoszona z tylnego skrajnego położenia do położenia przedniego rozpoczynającą kolejną fazę podparcia. Faza ta dzieli się na dwa podokresy, podnoszenia i wyciągania.

FPO-faza podparcia 60%

FPR-faza przeniesienia kończyny 40%

Znormalizowany cykl kroku równy 100%

F2P-faza podwójnego podparcia (ok. 10% są dwie)

1 reakcja obciążenia

2 reakcja odciążenia (przedwymach)

F1Pfaza pojedynczego podparcia 40%

Faza podporu

• Oparcie pięty o podłoże

• Przytwierdzenie stopy do podłoża

• Odbicie z przodostopia i palców

Faza przeniesienia

• Przyśpieszenie

• Środkowa faza przeniesienia

• Hamowania

Udział stawów kończyny dolnej w realizacji funkcji napędowo podporowych w czasie lokomocji

• St. Skokowy 40-60%

• St. Kolanowy 11% dla biegu 22%

• St. Biodrowy 30_

Częstotliwość kroku to liczba kroków przypadająca na jedną sekundę (przeciętnie 0.5 na sekundę ) podawana w hercach

Rytm lokomocji jest to liczba kroków wykonanych w czasie jednej minuty. Ze wzrostem rytmu zwiększa się szybkość lokomocji

Długość kroku to dystans przebyty w płaszczyźnie poruszania się w ciągu jednego kroku, mierzony jako odległość między dwoma miejscami podparcia tej samej stopy. W chodzie prawidłowym długość kroku jest taka sama dla prawej i lewej nogi (jeśli człowiek idzie prosto) i równa się dwóm wykrokom. Przeciętna długość kroku u dorosłego człowieka wynosi około 1,5m, a u dziecka długość kroku jest w przybliżeniu równa jego wzrostowi. Długość kroku można obliczyć, znając prędkość lokomocji(v)i jej tempo ( c )

L=120v/c

Naturalny rytm lokomocji

• Preferowany sposób lokomocji

• Zależy od

• Budowy anatomicznej

• Masy ciała

• Wzrostu

• Czynników natury psychologicznej

• Czynników motywacyjnych

Przeciętny rytm naturalnego chodu 101-122 kroków na minutę (122 kobiety 116 mężczyźni)

Długość kończyny dolnej wpływa na długość kroku

Schemat sterowania i kontroli kończyn w czasie lokomocji

• Wzorzec aktywności zakodowany w strukturze połączeń nerwowych ( rdzeń kręgowy)

• Informacje z receptorów czucia głębokiego układu przedsionkowego i narządu wzroku

• Grzbietowa droga rdzeniowo móżdżkowa określa fazy i silę skurczu , kąty stawowe, siły nacisku, informacje o zakłóceniach w realizacji ruchu

• Brzuszna droga rdzeniowo móżdżkowa i droga rdzeniowo siatkowo móżdżkowowa informacje na temat aktywności wewnętrznej rdzeniowych struktur lokomocji

• Sterowanie adaptacyjne drogi siatkowo rdzeniowa, przedsionkowo rdzeniowa, czerwienno rdzeniowa

• Kora mózgowa najwyższy poziom integracji

• Stabilność chodu patologicznego

• Zmniejszenie szybkości poruczania się

• Boczne zaburzenia równowagi

• Ludzie starsi : krótki krok, wydłużona faza podwójnego podparcia, szuranie nóg

• Choroba Parkinsona: sylwetka pochylona do przodu, brak współruchów kończyn górnych, skrócenie długości kroku, brak przedświtu pod stopą, trudności w rozpoczęciu lokomocji (epizody zamieranie

• Zaburzenia równowagi przemieszczenie ciężaru ciała na jedną stronę

• Problemy z zatrzymaniem się ( choroba Parkinsona ,zaawansowana cukrzyca, zaburzenia równowagi )

Rodzaje chodu patologicznego

Apraksyjny (ruchy rozczłonkowane )

Zaburzenia korowych procesów integracji ruchów, zwykle w wyniku uszkodzenia płata czołowego

Brodzący

Nadmierne unoszenie nóg w kolanach

Defiladowy

Uszkodzenie układu pozapiramidowego

Drobnymi kroczkami

Rozlane obustronne zaburzenie czynności kory mózgowej spowodowane np. udarem

Kaczkowaty

Świadczy o osłabienie lub niewydolności mięśni bliższych kończyn dolnych lub o wrodzonym obustronnym zwichnięciu stawu biodrowego

Kłaniający

Przykurcz stawu biodrowego w zgięciu połączany ze sztywnością kręgosłupa

Koguci

Porażenie prostowników palców i stopy

Koszący

Kolano usztywnione w wyproście

Krzyżowy

Niedowład kurczowy kończyn dolnych spowodowany porażeniem mózgowym, stwardnieniem rozsianym albo uciskiem na rdzeń kręgowy

Móżdżkowy (nieskoordynowane ruchy)

Uszkodzenie dróg lub ośrodków móżdżku

Parkinsonowski

Objaw dysfunkcji jąder podstawnych

Podskakujący

Spastyczność hiperkinetyczna

Szczudłowy

Stopa piętowa lub amputacja przodostopia

Zapadający

Przykurcz kolana lub biodra w dużym zgięciu

Definicje podstawowych patologii ruchu

Akinezja

Brak zdolności wykonywania ruchów lub ich upośledzenie(hipokinezja) wywołane przez uszkodzenie obwodowego narządu ruchu ( np. przykurcze mięśni, zesztywnienie stawów ), ból, zmiany w układzie nerwowym, zaburzenia psychiczne ( histeria osłupienie)

Apraksja

Utrata lub ograniczenie zdolności do wykonywania dowolnych i celowych czynności ( złożonych i skoordynowanych ruchów). Patologia występuje bez deficytu mięśniowego i czuciowego. Spowodowana jest uszkodzeniami mózgu. Do podstawowych rodzajów apraksji zalicza się apraksje wyobrażeniową. Objawia się niemożnością wykonania planowanego ruchu, przedstawieniem lub pomijaniem jego istotnych elementów składowych, a dodawaniem zbędnych. Apraksja ruchowa polega na niemożności wykonania ruchów precyzyjnych. Ruchy chorego są niezgrabne i niepewne. Deficyt dotyczy strony przeciwnej do uszkodzenia mózgu

Astazja

Jest to niemożność utrzymania postawy stojącej. Występuje najczęściej z abazją (zaburzeniami chodzenia I BRAKIEM KOORDYNACJI ruchów), w histerii oraz niektórych zaburzeniach neurologicznych np. uszkodzeniach robaka móżdżku

Ataksja (bezwład, niezborność)

Upośledzenie koordynacji ruchów dowolnych występujące wskutek uszkodzenia móżdżku (ataksja móżdżkowa) albo powrozów tylnych rdzenia kręgowego (ataksja tylnopowrózkowa). Ataksja tylnopowrózkowa, w odróżnieniu od ataksji móżdżkowej, nasila się po zamknięciu oczu. U tych chorych uszkodzone jest również czucie głębokie (propriocepcja)

Bradykinezja

Spowolnienie ruchowe, niemożność wykonania szybkich, pełnych ruchów. Występuje najczęściej wraz ze sztywnością mięśniową. Uogólniona bradykinezja jest objawem chorób neurologicznych zwłaszcza choroby Parkinsona.

Hipokinezja

Jeden z objawów choroby Parkinsona. Z powodu sztywności mięśni obserwuje się ogólne spowolnienie ruchowe oraz maskowatą twarz i zmniejszone mruganie powiekami.

Drżenie mięśniowe (tremor)

Rytmiczne, naprzemienne skurcze mięśni antagonistycznych o rożnej etiologii wywołujące rytmiczne ruchy naprzemienne. Drżenie spoczynkowe występuje w chorobie Parkinsona, w zatruciach rtęcią oraz u osób w podeszłym wieku (drżenie starcze - tremor senilis). Drżenie zamiarowe występuje w chorobach móżdżku i pnia mózgu, przy zatruciach alkoholem oraz w chorobie tarczycy. Drżenie posturtalne (fizjologiczne) nasila się: w stanach niepokoju i lęku (drżenie psychogenne), po nadmiernym wysiłku fizycznym, w nadczynności tarczycy, w zatruciach (leki, alkohol).

Hemibalizm (balizm)

Gwałtowne, nieregularne ruchy mimowolne o charakterze obrotowym, obejmujące kończyny i tułów. Wydaje się jak gdyby kończyny fruwały wokół ciała. Jeśli objawy dotyczą jednej strony ciała, mówimy o hemibaliźmie.

Mioklonie

Krótki, gwałtowny skurcz mięśni wywołujący mimowolny i bezcelowy ruch danej kończyny. Ujemna mioklonia - nagła i krótkotrwała utrata napięcia mięśniowego, gdy kończyna trzymana jest w pozycji wyprostowanej.

Pląsawica (chorea) - rytmiczne ruchy o nagłym, szybkim początku, często pozornie celowe.

Przykurcz - stan skrócenia mięśnia nie spowodowany czynnym skurczem. Mogą być ostre i przemijające. Mogą być również utrwalone np. w skutek zwłóknienia mięśnia. Przykurcz może być również spowodowany nierównomiernym wzrostem mięśni i wówczas miesień nie stawia odpowiedniego oporu swojemu antagoniście. Symetria ciała jest istotnym wskaźnikiem równomierności wzrostu mięśni.

Spastyczność

Stan wzmożonego napięcia mięsniowego połączonego ze wzmożeniem odruchów mięśniowych, typowy dla uszkodzenia górnego neuronu ruchowego. Charakterystyczne cechy napięcia spastycznego to asymetria (opór mięsni antygrawitacyjnym jest zauważalnie większy), zależność oporu biernego od szybkości rozciągania mięśnia, wzmożone odruchy mięśniowe.

Sztywność

Stan wzmożonego napięcia mięśniowego typowy dla choroby Parkinsona. Od spastyczności odróżnia go: symetria-obydwie grupy mięśni przeciwstawnych zginacze i prostowniuki stawiają podobny bierny opór.

Opór jest względnie niezależny od szybkości ruchu biernego, brak wzmożonych odruchów mięśniowych.

---