Patobiomechanika, Biomechanika, biomechanika calosc


Typowe problemy u chorych z hemiplegią podczas chodu

-Zmniejszona kontrola tułowia

-Zaburzona regulacja napięcia mięśniowego,

reakcje stowarzyszone

-Problemy z równowagą

-Brak ruchów selektywnych

- Zaburzenie percepcji ciało-ciało, ciało-otoczenie

Problemy w fazie obciążenia:

Kontakt pięty z podłożem

-Osłabione zginacze grzbietowe stepy

-Utrata mobilności zgięcia grzbietowego stopy

-Wczesna gotowość do podparcia stopy (odruch pchania przodostopiem do góry w tył przy uszkodzeniu pnia mózgu)

Faza ekcentrycznego hamowania

- Kolano w przeproście

- Miednica z tylu

- Utrata kontroli osiowego ustawienia kończyny

Dolnej

-Niedostateczne przeniesienie ciężaru ciała

Faza pełnego obciążenia

- Objaw Trendelemburga

- Przeprosi w kolanie

-Biak potrzebnego przeniesienia ciężaru ciała

Faza przetaczania stopy

- Brak mobilności biodra i górnego stawu

skokowego i zginaczy palców

-Osłabienie mm trójgłowego łydki

Problemy w fazie przenoszenia:

Faza przygotowania przenoszenia

- Brak dostatecznego przenoszenia ciężaru ciała

na pośrednio zajętą nogę

- Miednica unoszona do elewacji tylnej

-Faza przyspieszenia

-Osłabienie zginaczy grzbietowych stopy

Faza przenoszenia właściwego

-Stopa szura po podłodze

-Miednica zostaje z tyłu i w górze

Faza hamowania

-Nie możliwe selektywne zgięcie grzbietowe w stopie

-Utrata mobilności w stawia skokowym górnym

- Przykurcz w grupie mięśniowej kulszowo-goleniowej

Czynniki wpływające na zaburzenia chodu u chorych ; chorobą zwyrodnieniową stawów:

-Zmiany w układzie kostno-stawowym i

mięśniowym

-Ból: -przykurcze i ograniczenia ruchomości ,- skrócenie kończyny.

Najczęstsze zaburzenia chodu u chorych po alloplastyce stawu biodrowego:

Okres podporu na pięcie -10 % czasu całego cyklu

-Błędy : Pierwszy kontakt całą stopą lub palcami nogi wykrocznej. Nadmierne pochylenie tułowia do przodu.

Okres podporu na całej stopie - 30 % całego cyklu

- Błędy: Skracanie okresu pełnego obciążenia ,Brak przesunięcia miednicy nad kończynie podporową i przenoszenie tułowia przyśrodkowo (z wykorzystaniem sprzętu pomocniczego)

Okres podporu na przodostopiu I palcach -20 % czasu całego cyklu

-Błędy: Słabo akcentowana propulsja stopy,Skracanie okresu,Mała siła odbicia

Okres przyspieszenia - 13 % cyklu

Błędy: Mały zakres zgięcia w stawie biodrowym, Zbyt mała siła dająca napęd

Okres przeniesienia - 17 % czasu cyklu

Błędy: Przenoszenie kończyny odbywa się ruchem obwodzenia przy zbyt małych zakresach ruchu zgięcia stawu biodrowego i kolanowego.

Okres hamowania-10%

-Wydłużanie okresu podobnie przenoszenia jak całej fazy

Najczęstsze błędy:

-Skracanie fazy podporu

-Wydłużanie fazy przenoszenia

-Pochylanie tułowia w przód

-Kończyna operowana ustawiana w nadmiernej rotacji zewnętrznej i nadmiernym odwiedzeniu

-Zmniejszenie lub brak odbicia

-Brak czynnej regulacji długości kończyny poprzez zgięcie w stawach kończyny.

Hipoaktywność -Osłabienie czynności mięśni w wyniku zmian chorobowych upośledzających ich unerwienie lub w wyniku zaburzeń procesów metabolicznych (miopatpie lub porażenia neuropatyczne)

Hiperaktywność- nadmierna czynność mięśniowa w związku z ich nadmiernym pobudzeniem (porażenia mózgowe i rdzeniowe)

W stanach fizjologicznych nadmienia pobudliwość w pobudzeniu nerwowym, a stan hopotoni wynika ze zmęczenia.

Zmęczenie mięśnia:

-Biochemiczne zmęczenie: jest akumulacją kwasu mlekowego w mięśniach, co hamuje kurczliwość mięśni. Stężenie kwasu może osiągać 10 - 15-krotność wartości spoczynkowe. Anatomicznym miejscem zmęczenia są płytki motoryczne. Sprawność mięśnia można mierzyć stosunkiem usuniętego kwasu mlekowego dla resyntezy do glikogenu w wątrobie do kwasu mlekowego utlenionego całkowicie (5:1).

- Fizjologiczne zmęczenie wyraża się zmianach woltażu i częstotliwości załamków prądu czynnościowego. Stają się one wyższe, a wygląd ich zmienia się z typu peloton na typ salvo. Wskazuje to, że kurczy się większe zgrupowania włókien mięśniowych w jednym czasie, co klinicznie wyrażone jest drżeniem zmęczeniowym. Gdy zbliża się stadium wyczerpania amplituda znów staje się

niższa.

- Z mięśnia rozluźnionego nie otrzymuje się potencjałów czynnościowych, występuje linia izoelektryczna tzw. cisza elektryczna. Pod wpływem dowolnego lub nieświadomego napięcia mięśni pojawią się potencjały czynnościowe, których suma ujawnia się w elektromiogramie. Nie ma potencjałów bez skurczu mięśnia ani rozluźnienia mięśni, podczas którego pojawiłyby się potencjału czynnościowe. Ruch bierny jeśli nie jest prowadzeń} zbyt gwałtownie i w nadmiernym stopniu, nie powoduje pojawienia się potencjałów czynnościowych istnieje powiązanie między siłą skurczu a sumaryczna aktywnością mioeiektryczną tego samego mięśnia. Wraz ze wzrostem siły skurczu zwiększa się częstotliwość potencjałów czynnościowych oraz ich amplituda.

-Fizyczne zmęczenie przejawia się narastającymi trudnościami w wykonywaniu pracy, która wymaga coraz większego wysiłku. Zmęczone mięśnie popadają w bolesną Sztywność, a w mięśniach przepracowanych mogą wystąpić bolesne skurcze o różnym mechanizmie powstania.

Leczenie zmęczenia polega na odpoczynku rozluźnieniu mięśni i przywróceniu normalnego krążenia krwi w mięśniu. Oprócz znanych metod leczenia proponuje się krioterapic, która spełnia warunki lecznicze odnowy. Zdrowy mięsień wykazuje wtedy znaczną zdolność odnowy. W dystrofiach mięśniowych zmęczenie występuje wcześnie, lecz i odnowa jest szybka. W porażeniu obwodowym poliomyelitis zmęczenie mięśni przychodzi szybko, a odnowa, przebiega powoli.

Przykurcze mięśniowo-pochodne

Przykurcz to trwały stan charakteryzujący sie długością mięśnia, różna od jego długości formalnej przykurcz -jest biernym procesem Przykurcz mięśnia jest ponadto stanem patologicznym.

Skurcz-jest dowolną zmianą w napięciu mięsnia i jego długości, jest procesem aktywnym.

Przyczyny przykurczu mięśniowego

-brak równowagi dynamicznej w wyniku zmienionej dystrybucji siły mięśniowej wokól stawu, co powoduje, że cześć normalnych mięśni wokół stawu traci siłę kurczenia się w następstwie porażenia. Zanika równowaga normalna i powstaje nowa patologiczna równowaga dynamiczna. Przykurczony mięsień nie jest zmieniony histologicznie ani fizycznie, a napięcie mięśniowe jest prawidłowe

-przykurcz jest konsekwencją zaburzeń o podłożu nerwowym. Normalna dystrybucja sił) mięśniowej ulega zmianom, ponieważ część mięśni jest inerwacyjnic przeładowana. Są to przykurcze spastyczne. Jeżeli tylko część mięśni wokół stawu jest dotknięta nadmierna impulsacja nerwowa, podczas gdy innejmieśnie są normalne. to rozwijający się przykurcz charakteryzuje się nowa równowagą mięśniową. Leżący u podłoża stan patologiczny ostatecznie determinuje przebieg przykurczu. Przykurcze spastyczne mogą być pochodzenia mózgowe®) lub poclwdzenia odruchowego np, w reakcji ha złamanie.

-Przykurcz jest odzwierciedleniem wewnętrznych zmian w strukturze samego mięśnia, zmian zwyrodnieniowych,nacieków zapalnych i zwłóknień. Są to najczęściej przykurczę zwyrodnieniowo-zapalne(miostyczne). których .przykładem może być przykurcz niedokrwienny. czy też u dzieci jatrogenną zmiana mięsni pośladków i ud, nieraz z uszkodzeniem nerwu kulszowego po iniekcjach antybiotyków. Jeżeli dynamiczne i spastyczne przykurcze są podatne na podatne na bierne rozciąganie to nie są przykurczani! zapalna— v\lóknistymi.

-przykurcz jest kombinacją odruchowego napięcia mięśni i jego zmian zwyrodnieniowo-

zapalnych. Przykurcz zaczyna się długim,odruchowym skurczem mięśni, a kończy ich zapaleniem i zwłóknieniem. Odnosi się ' to szczególnie do przykurczów odruchowych, jakie spostrzega się w sławach zmienionych zapaleniem
reumatoidalnym lub w innych stanach zapalnych stawów.

Podatność i adaptacja do przykurczów stawowych

naturalna ..szczelność" stawów, która waha się osobniczo, a także bywa

różna w indywidualnych stawach tego samgo organizmu. Szczelność stawów zależy od szybkości wiotczenia antagonistów, gdy w-stawie zachodzi ruch przeciwstawny. Ogólnie „wiotkie" stawy mają większą amplitudę, stawy szczelne -większą siłę.

Relacja długość mięśnia-amplituda i amplituda mięśnia - siła:

dł. max -dł.min/dł.naturalna- Zakres amplitudy. Im większa.jest różnica miedzy końcowymi pozycjami długości mięśnia i jego naturalnej długości, tym większa jest amplituda zakresu.

Dł.naturalna/dłmax.-dł.min- Siła wyzwolona przez miesien w obrebie amplitudy.Wydajnosc mięsnia.

Przykurcze niekurczliwycn tkanek miekkicii.

Wytrzymałość ścięgien

Ścięgno nie kurczy się, a jego wytrzymałość na rozciąganie jest wielokrotnie większa niż mięśnia. W niektórych przypadkach stosunek ten wynosi 1:60. Jeżeli max. siłę mięśnia wylicza się na 3,6 kg/cni2 (0.036 kg/mm2) przekroju poprzecznego, to ścięgno takiego mięśnia wytrzymuje rozciąganie giegajace2, L8 kg/mm', gdy mięsień popada w skurcz maksymalny

Struktury powięziowe i więzadlowe ulegają zapalnemu obkurczeniu, co stanów i wielkie utrudnienie dla korekcji przykurczów i zwykle zabiegi operacyjne są konieczne dla ich zwolnienia. Wytrzymałość więzadeł na rozciąganie często przekracza wytrzymałość kości i deformacje kości mogą się dokonywać bez pękania więzadeł

Powtarzające się nadmierne rozciąganie wiązadeł uszkadza ich elastyczność i dochodzi do ich trwałego wydłużenia oraz zwiotczenia.

Niestabilność kręgosłupa: Osiowa, Rotacyjna, Kręgozinylkow, pooperacyjna.

Niestabilność - wyraża się niezdolnością do zachowania anatomicznych stosunków w obrębie

danego segmentu ruchowego kręgosłupa w pozycji pionowej człowieka.

mechanizm - struktura zbudowana z członów sztywnych, między którymi występuje połączenie ruchowe. O własnościach ruchowych mechanizmu decyduje jego struktura i właściwości ruchowe połączeń występujących między poszczególnymi jego elementami.

Biomechanizm-Układ ruch człowieka zawierający elementy sztywne (kości) oraz połączenia ruchowe

(stawy).

Układ prostokątny (kartezjański)-Układ głównych płaszczyzn ciała człowieka stojącego w

standardowej pozycji anatomicznej. Linie przecięcia tych płaszczyzn wyznaczają główny układ współrzędnych przechodzący przez środek ciężkości ciała.

Ruchliwośc pary kinematycznej: liczba stopni swobody ruch jednego z członów pary względem drugiego,unieruchomionego.

Klasa pary kinematycznej:liczba stopni swobody (spośród sześciu) „utraconych" - przez jeden

(każdy z obu) z członów pary - w wyniku nałożenia na nie więzów tworzących parę kinematyczną.

Łańcuch kinematyczny- spójna struktura zbudowana z członów połączonych par kinematycznych

Ruchliwość łańcuch kinematycznego: liczba stopni swobody członów ruchomych łańcuch względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden dowolnie wybrany człon. W=6xn-∑Pixi

W=ruchliwość łańcucha, n-liczba członów ruchomych bez podstawy, i-klasa pary, Pi-liczba par i-tej klasy.

Łańcuch kinematyczny otwarty to łańcuch o konfiguracji szeregowej, którego ogniwa nie tworzą struktur zamkniętych.

Ćwiczenia w otwartych łańcuchach kinematycznych:najczęściej stosowany środek terapeutyczny, izolowane ćwiczenie pojedynczych gru mięśniowych, odtwarzają pojedyncze wzorce ruchowe ,przeważają w nich komponenty sił ścinających w stosunku do kompresujących, w mniejszym stopniu stymulują prioprorecepecję, nie odtwarzają czynności dnia codziennego.

Ćwiczenia w zamkniętych łańcuchach kinematycznych: angażują duże zespoły dynamiczni, odtwarzają bardziej funkcjonalne wzorbe ruchowe,charakteryzują się przewagą sil kompresujących na ścinającymi,zapewniają lepszą stabilizację,poprawiają propriocepcje poprzez zaangażowanie większej liczby zespołów dynamicznych.

I - za ruchowe połączenie uważa się takie, w którym miedzy członami występuje przynajmniej jeden punkt styku

II - zakres ruchu członów względem siebie wynosi co najmniej 5 stopni kątowych

III - zakres ruchu postępowego członów wzgl ędem siebie nie mniejszy niż 3 mm

Stawy w układzie ruchowym człowieka tworzą obrotowe pary kinematyczne, zatem ich ruchomość może wynosić najwyżej trzy stopnie swobody.

Łańcuch kinematyczny zamknięty- to taki w którym występują połączenia ruchów między wszystkimi członami co oznacza że brakuje w nim członu o wolnej końcówce.

Sila wypadkowa jesl to najprostsza siła która może wywołać ten sam skutek, co wszystkie działające siły. Każdą sile wypadkowa działającą w danym stawie można rozłożyć aa składowa obrotową f1 i stabilizującą f2.

Dźwignia - dźwignia jest prostą maszyną działająca na zasadzie sztywnego drążka, na który działają siły przejawiające tendencję do obracania tego drążka wokół punktu jego podparcia.

Korzyść mechaniczna dźwigni jest to stosunek długości ramienia siły działania do ramienia siły oporu.

Typy i rodzaje dźwigni:

I- dwustronna lub pierwszego rodzaju

II-jednostronna drugiego rodzaju

III -jednostronna trzeciego rodzaju

Charakterystyka dzwigni: Punkt podparcia (oś obrotu), punkty przyłożenia siły oraz ramię każdej siły. Mówiąc zaś o sile, która jest wielkością wektorową, trzeba określić jej punkt przyłożenia, kierunek zwrot i wartość.

Moment siły-jest wektorem wyznaczonym przez iloczyn wektorowy odległości punktu p[przyłożenia siły do osi obrotu i wektora F M=d+F

Ramię siły- odległość między kierunkiem działania siły F a osią obrotu dźwigni. Odległość ta jest mierzona od osi dzwigni wzdłuż prostej prostopadłej do kierunku działania siły F.

Kąt ścięgnisto-kostny- kąt zawart miedzy osią długa kosci na którą działa miesień a kierunkiem przebiegu scięgna tego mieśnia.

Akton- część mięśnia która realizuje względem stawu samodzielną funkcję. Wyrózniona anatomicznie część-akton zwykle posiada swoją nazwę np. część obojczykowa mięsnia naramiennego.

Klasa mięśnia- to liczba stawów które dany mieśień obsługuje, im wiecej stawów obsługuje miesień tym wyższa jego klasa.

Warunki pomiaru momentów sił mięśniowych w statyce:- zlokalizować położenie osi badanego stawu (oś stawu musi pokrywać się z osią dźwigni momentomierza), -ustalić wartość kątów w stawach sąsiednich, -ustabilizować pozycję ciała (stawy sąsiednie), -podać wartość kąta w stawie obsługiwanym przez badaną grupę mięśni przy której dokonuje się pomiaru.

Pomiar momentów sil grup mięsni.

Bilans momentów sil działających w stawie można przedstawic: Mi+Mt+Ms+Mm+Mz

Mi - wypadkowy moment sil bezwładności członów ruchomych w stawie

MT - zastępczy moment sil tarcia i tłumienia związany z mchem w stawie

Ms - moment sil sprężystości, wywołany odkształceniem biernych elementów

układu ruchu, takich jak więzadła, torebki stawowe, ścięgna itp

Mm- sumaryczny moment sił mięśniowych wszystkich grup mięśni działających

w sianie.

Mz - wypadkowy moment sił zewnętrznych (np. grawitacji, oporów ośrodka.

oddziaływania przeciwnika itp.;

Mm=Mi+Mt+Ms-Mz, Mm+-Mz

Elastyczność kości- możliwość deformacji kości bez jej złamania.

Wytrzymałość kośći- jednostka wytrzymałości okresla siłę która działając na jednostkę przekroju poprzecznego powoduje jej złamanie lub niewydolnośc.

Ciało idealnie sprężyste -jeżeli po zaprzestaniu działania siły reformacyjnej kształt powraca do pozycji pierwotnej.

Ciało idealnie plastyczne- po odkształceniu pozostaje w pozycjo odkształconej.

Materiały izotropowe - charakteryzują się parametrami mechanicznymi jednakowymi we wszystkich kierunkach.

Materiały anizotropowe - właściwości mechaniczne zależą od kierunków \ działania sił odkształcających.

Moduł elastyczności Yaunga -teoretyczna siła, która działając na jednostkę przekroju poprzecznego struktury podwaja jego pierwotną długość. deltaL=FL0/ES0 deltaL-zmiana długości próbki o długością
początkowej LO pod wpływem działania siły odkształcejącej F, E moduł sprężystości.

Siły oddziaływujące na kość:

-ucisk(kompresja):* Statyczna:powstaje w wyniku oddziaływania obciążenia spoczynkowego, *Dynamiczna: energia spadającego ciała równa się jego ciężarowi pomnożonemu przez odległość.

-skręcanie: powodują 2 sprzęzone siły działające w równoległych płaszczyznach pod kątem prostym do osi, skierowane w przeciwnych kierunkach.

-siły scinające i zginające: nie działają w tej samej linii( nie są kolinearne) ale w tej samej płaszczyźnie(są kopolarne). Są one równoległe jedna do drugiej i skierowane przeciwko sobie.

Teoria ekscentrycznie obciążenej kolumny w zastosowaniu do szkieletu ludzkiego: jeżeli długość kolumny znacznie przekracza jej średnicę to każde obciążęnie kolumny nie jest ścisle koncentrycznie i na wskutek pionowego obciążenia kolumny dochodzi do jej pewnych wygięciowych deformacji.

Funkcjonalna adaptacja kości w stanach patologicznych: -Przebudowa kości w stanach pourazowych,

-Przebudowa kości w stanach zapalnych, -Przebudowa kości w guzach nowotworowych, -Reorganizacja kości w wadach wrodzonych

W złamaniach zagojonych zrostem nieprawidłowym wielkośc samoistnej korekcji zależy od:-Wieku pacjenta,-Typu i lokalizacji złamania,-Stopu ia przemieszczenia odłamów ,Konstytucji pacjenta,- Stopnia uszkodzenia tkanek,-Ukrwienia kości,-Obecności lub braku infekcji.

Zjawisko funkcjonalnego przystosowania struktury wewnętrznej kości, przebiega trójtorowo:

-samokorekcja czynnościowa polegająca ną 'tym, że statyczne zaburzenia przebiegu
beleczek i zaburzenia struktury kości wywołane czynnikiem chorobowym ulegają stopniowej 'korekcji,, częściowo lub całkowicie przez proces wyrównawczego wzrostu jako reakcji na wpływy obciążenia statycznego (samokorekcja wygięć, zniekształceń i innych deformacji spowodowanych złamaniem);

--ochronna funkcjonalna przebudowa, hamująca funkcje dynamiczne dla zachowania funkcji statycznych. Przykładami są"tworzenie się wyrostków i mostków kostnych lub usztywnianie stawu przez wytworzenie ciągłego systemu belęczkowegó

-statyczna przebudowa struktury wewnętrznej kości, czyli zjawisko wyrównawcze spostrzegane w stanach patologicznych, które mają naturę, nieodwracalną. Przykładami są strukturalne zmiany w biodrze szpotawym lub we wrodzonych zniekształceniach stopy.

Obszary słabego oporu -powierzchnie torebki stawowej które podczas ruchu ulęgaj odkształcaniu.

Powierzchnie mechanicznie martwe -obszary torebki stawowej które podczas ruchu ulegają odkształcaniu.

Kształt powierzchni stawowych: *Powierzchnia cylindryczna (walcowata) powstaje, gdy linia generująca jes linią prostą i obracając się wokót równoległej do niej osi opisuje powierzchnię cylindra, jak np. w stawie skokowym.

*Powierzchnie śrubowe są powierzchniami złożonymi, są one generowane przez punkt poruszający się zarówno w kierunku okrężnym, jak i progresyjnie.

*Staw siodłowy tworzy linia w kształcie hiperboli z symetrycznymi końcami; obracająca się -wokół wyimaginowane] osi. Tak utworzona powierzchnia jest odwrotnie wykrzywiona w dwóch prostopadłych kierunkach, tzn. raz w .sposób wklęsły raz w sposób wypukły np.staw nadgarstkowo-śródręczny kciuka także suwy miedzy kręgowe kręgów lędźwiowych.

Typy ruchu stawowego:

- Ruch ślizgowy powierzchniowy może być wykonany w czysto prosto-linijnym kierunku: tak ślizga slę obręcz barkowa z łopatką, po ścianie klatki piersiowej cło góry i w dół, ku tyłowi albo ku przodowi. Może być wykonany-także ruch ślizgowy obrotowy, nad radzej płaską powierzchnią: .
Istnieje również kombinacja obydwu tych możliwości, podobnie jak w ruchu wykonywalnym przez łopatkę w odwodzeniu i przywodzeniu ramienia. Ślizgowy typ ruchu występuje ponadto w stawach rniędzykręgowych, W tych
przypadkach pole opisane przez poruszający się staw nie jest powierzchnia plaska, lecz jest stożkiem czy cylindrem.

-ruchu toczenia punkty o równej odległości na powierzchniach stawowych stykają.się ze sobą sukcesywnie w przebiegu ruch. Jedno ciało stawowe jest wklęsłe, a drugie wypukłe, ponieważ nie ma dwuwypukłych powierzchni stawowych. Najlepszym przykładem' takiego ruchu jest początkowy ruch zginania w stawie kolanowym.

-Ruch toczeniu kombinowany z ruchem ślizgowym-W stawie, w którym ruch toczenia się łączy się z ruchem ślizgowym, kontaktowe punkty powierzchni stawowych o jednakowej odległości stopniowo zanikają w związku z przejściem jednego typu ruchu w drugi typ ruchu. Na przykład, wstawię kolanowym pierwsze 15"- 20° ruchu zginania jest toczeniem się powierzchni wypukłej, a później stopniowo przeważają elementy ruchu ślizgowego.

-Ruch rotacji osiowej różni się od ,poprzedniego typu ruchu tym, że kontaktujące się powierzchnie stawowe są ,małe, mogą nawet przedstawiać sobąx stykające się punkty jak w promieniowo-ramiennej części stawu łokciowego. W ruchu rotacji osiowej, w stawie kolanowym, ciała \stawowe opisują wokół siebie ruch okrężny inaczej mówiąc,zakreślają koło, ponieważ oś tego ruchu przebiega przez wcięcie międzykłykciowe.

Pozycja ścisłego upakowania-owalne powierzchnie połączenia stawowego.mają tylko jeden punkt w którym dopasowanie ich powierzchni jest maksymalne.

Pozycja luźnego upakowania - stykające się powierzchnie stawowe nie są dokładnie dociśnięte wiezadła i torebka stawowa nie są napięte, a staw może być biernie rozciągnięto o kilka milimetrów.

Przyleganie powierzchni stawowych zapewnia:

-Więzadła stawowe, szczególnie w stawach zawiasowych (poboczne więziła stawu kolanowego i łokciowego). Wiązadła tę wiotczeją w pozycji pośredniej stawu, gdy,, wzajemny ucisk powierzchni stawowych jest najmniejszy

-Napięcia mięśni, których składowe stabilizujące sił wyzwalanych przez nie przyczyniają się do integralności stawu

-Struktury powięziowe, które pokrywają otaczajace staw mięśnie, np. powięź szeroka

-Ciśnienie atmosferyczne (760 rnmHp).

Mechanizmy .odpowiedzialne za sztywność tkanki chrzętnej i jej zdolność do przenoszenia obciążeń

Koncentracja proteoglikanów i ich roi&ąieszczenie w sieci kolagenowej oraz równowaga dwóch sił:
oddziaływań elektrostatycznych i naprężeń, mechanicznych kolagenu. W warunkach fizjologicznych wzajemne odpychanie naładowanych ujemnie grup siarczanowych i kokarboksylowych wchodzących w skład cząsteczek proteoglikanów
równoważone są przez naprężenia mechaniczne włókien sieci kolagenowej. Dzięki temu w wewnątrz tkanki chrzestnej utrzymuje się znaczne ciśnienie dm0.3 MPa i

Mechanizm osmotycznego wiązania wody -proteoglikany są makroczateczkami obdarzonymi wysokim ujemnyrąiadunkiem
elektrycznym. Proces pochłaniania wody (80%całkowiiej masy tkanki) zostaje zahamowany w momencie zrównoważenia sil oddziaływania osmóiycznego i naprężeń mechanicznych. Nasyconą wodą chrząstka jest podatna na działanie ciśnienia zewnętrznego, które może powodować uwalnianie wchłoniętej wody.

Funkcje chrząstki stawowej:Zapewnia odpowiedni rozkład nacisku na powierzchnie stawowe ,Zmniejsza tarcie podczas ruchu wy­stawie ,Amortyzuje nagłe przeciążenia stawowe.

Stopień deformacji chrząstki stawowej w zależności od pól kontaktu w poszczególnych rodzajach ruchu stawowego

-w ruchu ślizgania się (np kość proTniąniowa kontaktująca głowa) kontakt nie jest punkiem, czegcfra.pżna by oczekiwać, lecz małym polem kontaktowym. Jest oczywiste, że może do -tego dojść tylko przez spłaszczenie powierzchni kontaktujących albo ruchomego składnika stawu części pozosi&tej

- W ruchu toczenia występują te same adaptacje kształtu przez rzeczywista podatność chrząstki na kompresje, ale powierzchnie kontaktu są małe i zmieniają swe pozycje kolejno na obu składowych suwu \

-elastyczne dostosowanie się chrząstki jest najważniejsze w \ długim obrotowym ruchu nie przylegających ściśle powierzchni Stawowych takież jak cześć promieniowo-ramieniowa stawu łokciowego lub staw kolanowy, w których rozwój pól kontaktu zależy pierwotnie od ściśliwości (kompresy j n ości) i spłaszczenia wklęsłych powierzchni w stawie.

Kontrola równowagi: Złożony proces .mchowy, w którym zaangażowane są różne systemy czuciowi oraz planowanie i uczenie się

Ocena kontroli stabilności postawy:

-Ocena biomechaniczna (sprawność narządu ruchu

-Ocena koordynacji (czasowa i przestrzenna, szybkość i precyzja wykonywanych ruchów, ocena wzorców ruchowych i ich możliwości adaptacyjnych)

-Ocena organizacji sensorycznej (ocena progów czułości wejść sensorycznych zaangażowanych w percepcje pozycji i ruchu poszczególnych części ciała. Testy poczucia pionu, percepcji nachylenia płaszczyzn itd.)

Równowaga: Jest to pewien określony stan układu posturalnego charakteryzujący się pionową orientacją ciała siągniętą dzięki zrównoważonemu działaniu na ciało sił oraz: ich momentów. Równowaga jest zapewniomi dzięki układowi nerwowemu przez odruchowie napięcie odpowiednich grup mięśni nazywanych posturalnymi lub antygrawitfcyjnyrni.

Stabilność: Zdolność odzyskiwania stanu równowagi, zdolność- do aktywnego przywracania typowej postawy ciała w przestrzeni, utraconej w wyniku,działfańia czynników destabilizujących ( własna aktywność ruchowa organizmu lub siły zewnętrzne pojawiające się w skutek ['interakcji z otoczeniem.

*Stabilność funkcjonalna - wrażliwość -. postawy na bodźce destabilizujące

*Stabilność strukturalna - stabilność postawy przy zmianach struktury sterowania (w jaki

sposób można zaburzyć funkcjonowanie kontroli równowagi aby system został stabilny, np. poprzez wyłączenie systemu kontroli wzrokowej, modyfikowanie płaszczyzny podparcia

Układy sensoryczne kontroli równowagi:

Posturografia ~zespół metod badawczych' pozwalających ocenić jakość kontroli postawy.posturografia statyczna pozwala na ocenę równowagi na podstawie drobnych mimowolnych ruchów środka ciężkości ciała w czasie spokojnego stania (wychwiania).

Oceniane pafametry:

-Średni promień wychyleń od środka układu współrzędnych

-Pole powierzchni rozwiniętej statokinezjogramu.

-całkowita długośc lini

-Amplitudy wychyleń w jednym kierunku w osi strzałkowej i poprzecznej.

Wskaźnki dynamiczne oceniające jakość kontroli posturalnej: ocena kontroli środka ciężkośdi ciała w czasie jego świadoniego przemieszczania w świadomym kierunku -test zasięgu funkcjonalnego Duncana -zakres maksymalnego wychylania ciała do granicy stabilności. ocena na podstawie szybkości i zakresu ruchów dowolnych - np. utrzymania równowagi podczas wspinania sic na palce tub przysiady.

Strategie przywracania równowagi posturalnej:

-Strategia stawu skokowego -* obserwuje się nią podczas nieznacznego zaburzenia równo wagfoso by stojącej na sztywnym podłożu. W czasie odzyskiwania równowagi występuje sekwencja rozpoczynająca się skurczem mięśni stawu skokowego

-Strategia stawu l biodrowego - podczas 1 stania na wąskim podłożu utrata równowagi kompensowana jest przez sekwencja pracy -mięśniowej rozpoczynającej się w obrębie ud i tułowia a następnie w mięśniach .kończyn dolnych

-Strategia kroku w sytuacji destabilizującego następuje wykonanie kroku zabezpieczającego ciało przed upadkiem.

Czynniki upośledzające kontrolę równowagi: -wiek: spowolnienie r-cji posturalnych i zwikęskszony wzrost wychwiań poza obszar normalnego położenia środka ciężkości, -zmiany w ukł. Nerwowo- mięsniowm i kostno-stawowym: wzrost progów pobudliwości ukł. Sensorycznych Sensorycznych zwiekszenie niekontrolowanych pobudzen miesni(drżenie, sztywność)

Os mechaniczna kd:w warunkach prawidłowych przebiega przez środek odległości miedzy spojeniem łonowym a kolcem biodrowym przednim górnym, środek rzepki, środek ST. Skokowego i rzutuje na 2palec.

Oś anatomiczna kkd: pł. Strzalkowa: środek głowy kości udowej., środek linii nadkłykci pada na środek kosci skokowej, pł. Czołowa:krętarz wiekrzy k. udowej, nadkłykieć boczny k. udowej do kostki bocznej.

Oś biomechaniczna kd: 1-punkt woertzchołek panewki ST. Biodrowego. 2-punkt środek stawu skokowego.

Odchylenie ST. Kolanowego do wewn. Od osi-koslawośc

Odchylenie ST. Kolanowego na zewn. Od osi-szpotawośc

1.punkt-wierzchołek talerza kości biodrowej(środek wypadkowej sił dziaąłjacych na ST.biodrowy)

2.punkt- podparcie kosci pietowej na podłożu (naturalny punkt mechaniczne)

Stopa: *łuk podłużny przyśrodkowy(dynamiczny): od guza piętowego przez kość łódkowatą pierwsza kość kliową do głowy pierwszej k.śródstopia(2,5cm)

*łuk podłużny boczny: guz piętowy pprzez kość sześcienną do głowy piątej k.śródstopia(0,5cm)

*łuk poprzeczny przedni:łaczy głowy 5 kości śródstopia

*łuk poprzeczny tylny: tworza go 3 kości klinowe i kość szescienna.

Prawidłowy chód - rytmiczne gubienie i odzyskiwanie równowagi połączone z przemieszczaniem ciała w kierunku chodu, w czasie którego realizowane są zadania:

-zdolność do osiągnięcia pozycji pidnowej

-dostęp do przodu czylksieganie do przodu jedna stopą przy staniu na drugiej

-Utrzymanie równowagi na jednej nodze.

Faza przenoszenia - sianowi 40% czasu jednego cyklu

-Odbicie stopa traci kontakt z podłożeni, jednocześnie rozpoczyna się przenoszenia

-Przyspieszenie kończyna zakroczna (znajdująca się z tyłu w stosunku do tułowia przemieszcza się do przodu

Faza podporowa-stanowi 60% czasu jednego cyklu

*Kontakt pięty z podłożem- zetknięcie pięty z podłożem

* Ekscentryczne lhamowanie -ekscentryczne opuszczanie stopy aż defmomentu zetknięcia się całej jej powierzchni z podłożem, z jednoczesnym, hamowaniem zgięcia stawu kolanowego amortyzującym chód.

*Pełne obciążenie -staw biodrowy, kolanowy; i skokowy znajdują się w jedni; osi pionowej

*Przetaczanie stopy -ciężar ciała zostaje przejęty przez przodostopie.

*Przenoszenie właściwe -podudzie ustawione jest prostopadle do podłoża a poszczególne stawy kończyny są w maksymalnym zgięciu

*Hamowanie po wyprzedzeniu tułowia kończyna wykroczna prostuje się w stawie kolanowym, przygotowując się\ do zetknięcia się pięty z podłożem 1 przejęcia mas> ciała w następnej fazie.

Orientacyjna ocena chodu:- sposób ustawiania nóg (w osi cijodu, w rotacji

wewnętrznej lub zewnętrznej. W odwiedzeniu

lub przywiedzeniu), -długość kroku, -szerokosc kroku, -kąt kroku , -sposób obciżania nóg( równomierne skracanie fazy obciążania.\, unikanie)

Charakterystyczne cechy chodu normalnego

-cykliczność i symetria naprzemianstronnych ruchów kończyn dolnych i górnych

-fazowosc: faza podporu (FP) i faza wymachu (FW) każdej z kończyn

-występowanie okresu podwójnego podporu, czyli jednoczesnego kontaktu obu stóp z podłożem (w odróżnieniu chodu od biegu - w którym występuje faza lotu jako „faza" przejściowa z podporu pojedynczego na jednej z kończyn do podpoi pojedynczego na kończynie drugiej,

-rytmiczność; stosunek czasu trwania'FP : FW (około 3 : 2,),

-osobnicza anizometria - osobnicza różnica długości kroków,
-osobnicza anizotonia - osobnicza różnica napiac mięśniowych

Metody i techniki badania chodu dla celów klinicznych

-możliwość obserwacji badanego w płaszczyźnie strzałkowej i

czołowej z odległości powyżej 2 metrów

-możliwość przejścia przez badanegl co najmniej dwóch fjełriych

cykli dla każdej z kończyn

-obserwacja chodu w obuwiu, z kula; laską lub bez pomocy technicznych , '

-analogicznie obserwacja chodu boso wskazany jest chód po powierzchni obojętnym termicznie i w dotyku (nić zimna, nic szorstka, nie za miękka)

-chód badanego obserwuje się kolejno w płaszczyźnie strzałkowej z lewej i zplawej Strony, następnie w płaszczyźnie czołowej z przodfi i tyłu

Obserwacja w płaszczyźnie strzałkowej, w fazie podporowej:

-obciążanie pięty i kontrolowane przejście

do obciążenia całej stop obserwowanie, w ; jaki sposób zapoczątkowany jest podpór na pięcie i jak przebiega przejście do następnego okresu fazy podporu

-czy pięta została obciążona i czy stopa „łagodnie", w sposób kontrolowany uzyskuje pełny kontakt z podłożem

-czy staw kolanowy w chwili zapoczątkowania P ł byt wyprostowany, czy ugięty (10-15°) I w sposób kontrolowany amortyzuje wraz z obniżającą się stopą reakcję podłoża

-obciążanie całej stopy, obserwowanie, czy występuje

odpowiednio długi czas obciążania Całej stop> i

kontrolowane przejście do obciążania przodostopia -
, ' i

- jak przebiega przejście kończyny z pozycji wykrocznej do

pozycji zakrocznej

-czy nastąpiło zdecydowane przeniesienie ciężaru ciała na kończynę podporową,

-w jaki sposób, będąc w pełni obciążenia, kończyna

--przemieszcza się względem ustalonej na podłożu stopy

-czy cała stopa jest odpowiednio długo

-obciążana - porównać z czasem obciążania przodostopia i palców w P3

-czy nie ma tendencji do skracania P2., np.'przez wspinanie się na palce, i w ten sposób wydłużenia czasu trwania P3,

-czy przejście do P3 (unoszenia pięły i obciążania przodostopia) jest płynne

-podobnie - w jaki sposób zapoczątkowane jest zginanie stawu kolanowego;

-okres P3 - obciążanie przodostopia i palców, czyli kontrolowane przejście do fazy wymachu obserwowanie, jak przebiega końcowy okres fazy podporu

-zginanie grzbietowe stopy (kjrł zgięcia . grzbietowego stopy -> 20°), I

-zginanie-stawu kolanowego |cat zgięcia stawu kolanowego -> 60°).

-czy nie ma tendencji do wydłużania czasu P3 kosztem

W fazie wymachu (FW)

-czy zachowana jest płynność ruchu, zwłaszcza w
VV3 (okres hamowania)

-jak przebiega zginanie'stawu kolanowego (poprzez maksymalne zgięcie do około 60° do'końcowego ugięcia około 10-15° przed" zakończeniem W3 -Jako przygotowanie do amortyzacji w.PI)

-czy wystąpi! ruch zginania grzbietowego stopy (do około 2-0° przed zakończeniem

W3- jako przygotowanie do amortyzacji w ■ okresie P i następnej fazy podporu).

Obserwacja w płaszczyźnie czołowej, w fazie podporu;

-symetria ruchów miednicy -obniżania po stroniekończyny wymachowej. . .

-symetria ustawienia kończyny podporowej względem pionu i kąt odchylenia od pionu fiendeneja, '_•: przyw jedzeniowa lub odwrotnie);

CJ symetria ustawienia kończyny podporowej względem środkowej linii kierunku chodu !

-symetria przenoszenia ciężaru cista na kończynę > podporowa

-występowanie objawu Trenudenbuiga, Duchcnnc'a

W fazie wymachu:

-stosunek toru ruehu kończyny wymachowej do płaszczyzny strzałkowej (w odwiedzeniu, przy wiedzeniu)

-czy jest symetria ruchu kończyn względem płaszczyzny strzałkowej.

Kinematyka- opis i analiza ruchu, niezależnie od sil wywołujących ten ruch

Kinematyka chodu obejmuje:-badanie zmian rytmu lokomocji -katów stawowych -długości kroku -fazy podparcia -fazy przeniesienia -reakcji sił podłoża.

Kierunki i zwroty mierzonych wektorów sił : F-sila akcji

Z- boczna składowa siły reakcji podłoża

Y-" pionowa składowa siły reakcji podłoża

X- przednio-tylna składowa siły reakcji podłoża

Charakterystyka skąłdowej X:

-zwrot do tyłu (-X); charakteryzuje -popęd hamujący [-X a t] □

-zwrot do przodu (-t-X): charakteryzuje -popęd napędzający (tzw. propulsia) [+Xxt]

-zmiana zwrotu; odpowjada momentowi pionowego obciążania kończynyw P2

Charakterystyka składowej pionowej Y

„Łęk tylny" - pierwsze dociążenie podłoża, na przejściu P1/P2: charakteryzuje sposób obciążania pięty. Jego przeciętna maksymalna wartość odpowiada wartości masy ciała (W), [FYi = W], Wartość niższa wskazuje na niedomogę mięśni kontrolujących obciążanie i „łagodne" obniżanie stopy w PI, czyli zabuizenie czynności ekscentrycznej zginac/.y grzbietowych stopy. Jest to czynność amortyzująca reakcję podłoża {.składowe [+Yj i [|Xj).

Łęk przedni1' - drugje dociążenie podłoża, na przejściu P2/P3: charakteryzuje sposób obciążania przodostopiaj propulsję. Przeciętna maksymalna wartość wy­nosi około 120-140% masy ciała [F > W]. Wartości niższe, zwłaszcza poniżej ' wartości W. wskazują na niedomogę mięśni "' zginających stopę podeszwowo (czynność koncentryczna, zanik propulsji = czynnego „odpychania" się od podłoża).

„Siedzisko" - odciążenie pod teza w P2: charakteryzuje dynamikę wymachu koń­czyny przeciwnej, której tmasa w okresie jej fazy wymachu (okres W2) jest przenoszona do przodu i w górę silą bezwładności z ■ „odciążającą" składową pionową. Jej przeciętna wartość maksymalna wynosi w przybliżeniu 60-80% ciężary ciała. Po-

' -głębienie „siodełka", czyji zwiększenie odciążenia, świadczy o dużej dynamice kończyny wymachowej ilodwrotnie -spłaszczenie, z wartością zbiiżoną do wartości masy ciała, wskazuje na niedowład danej kończyny wymachowej.

Częstotliwość kroku- liczba kroków przeypadająca na 1 sek.

Rytm lokomocji- liczba kroków na 1 min.

Długośc kroku- odległośc miedzy kolejnymi punkta,mi podparcia tej samej kończyny.

Wykrok - odległość między . charakterystycznymi punktami podparcia obydwu kończyn dolnych (długość kroku=2 x wykrok) v = (L-c)/120{m/s]

V- średnia szybkość chodu

L --długość kroku

c - rytm lokomocji w krokach na minutę

Wyznaczniki chodu:

- Rotacje miednicy - miednica skręca się do przodu w czasie uderzenia pięty i ku tyłowi w chwili odrywania palców, co powoduje efektywne zwiększenie długości kończyny dolnej na granicy faz podparcia i przeniesienia

- Przechył miednicy- miednica pochyla się w momentach stawiania pięty i odrywania palców, co również zwiększa efektywną długość kończyny dolne

-Ugięcia kolana - nieznaczne ugięcie nogi w-stawie kolanowym {około 20°) w środku fazy podparcia powoduje obniżenie maksymalnego położenia środka ciężkości ,

- Rotacje poprzeczna nóg- szerokie rozstawienie kończyn dolnych w stawie biodrowym w stosunku do znacznie węższego podparcia stóp powoduje, że w wyniku zewnętrznej rotacji następuje efektywne ■ wydłużenie kończyny, natomiast rotacja wewnętrzna skraca kończynę.'Rotacje takie ułatwiają momenty obrotowe pojawiające się w czasie stawiania i odrywania stopy' (konwersja momentów obrotowych). W momencie uderzenia piety rozpoczynającego fazę podparcia pojawia się ruch odwodzenia stopy, który powoduje kolejno rotację piszczelową i biodrową. Sekwencja ta nazywa się rotacją zewnętrzną. Natomiast w czasie odbicia z palców stopy, poprzedzającego fazę przeniesienia, występuje przywodzenie stopy rozpoczynające rotację wewnętrzną

-Ugięcia stawu skokowego - zarówno zgięcie * grzbietowe stopy w czasie uderzenia pięty, jak i zgięcie podeszwowe stopy przy odrywaniu palców zwiększają efektywną długość kończyny

-Koślawość kolana - anatomiczna koślawość kolana powoduje, że rozstawienie stóp v kolejnych podparciach jest znacznie węższe w porównaniu z szerokością bioder, a tym samym mniejsze są boczne przemieszczenia, miednicy ora: ruchy środka ciężkości.

Chód patologiczny:

-Apraksyjny( ruchy rozczłonkowane)-zaburzenia korowych procesów integracji ruchów, zwykle w wyniku uszkodzenia płata czołowego,

-Brodzący:nadmierne unoszenie nóg w kolanach

-defiladowy-uszkodzenie ukł. Pozapiramidowego

-drobnymi kroczkami-rozlane obustronne zaburzenie czynności kory mózgowej spowodowane np.udarem mózgu.

-kaczkowaty-świadczy o osłabieniu lub niewydolności mm. Bliższych kd lub o wrodzonym obustronnym zwichnięciu ST. Biodrowego,

-kłaniający-przykurcz ST.biodrowego w zgięciu połaczony ze sztywnościa kręgosłupa

-koguci- porażenie prostowników stopy i palców,

-krzyzowy-niedowład kd spowodowany porażeniem mózgowym, stwardnieniem rozsianym lub ucieksiem na rdz.kręgowy

-parksinsowski- objaw dysfunkcji jąder podstawnych

-podskakujący- spastyczność hiperkinetyczna

-szczudłowy- stopa pietowa lub ampuytacja przodostopia

-zapadajacy- przykurcz kolana lub biodra w dużym zgięciu.

CULMAN- przebieg beleczek kostnych zwanych trajektoriami jest matematycznie zgodny z krzyżowaniem się pod katem prostym rożnych systemów beleczkowych.

WOLFF - kość gąbczasta pod wpływem nowych warunków mechanicznych, jak ucisk lub rozciąganie , ma zdolność do przebudowy systemu beleczkowego tak aby wytrzymać max ucisk przy min wydatku tk. kostnej w warunkach normalnych jak i patologicznych.

ROUX - pod wpływem ściskania lub rozciągania kości nie złamanej, a także jej odłamów po złamaniu, występują zjawiska piezoelektryczne, które maja ważny wpływ na powstawanie struktury kostnej w kostninie, a przedtem przyśpieszają gojenie się odłamów.

JORES - ucisk nie zawsze jest bodźcem wzrostowym, lecz często ma efekt hamujący a nawet może prowadzić do zaniku kości. Zanik taki występuje gdy ucisk jest nadmierny lub stały albo gdy okres ucisku jest większy niż okres bez ucisku.

HOOK - istnieje stała arytmetyczna zależności miedzy siła i wydłużeniem: jedna jednostka siły wywołuje analogiczna i stała jednostkę wydłużenia ( ciało doskonale elastyczne)

MODEL ELASTYCZNOSCI YOUNGA - teoretyczna siła która działając na jednostkę przekroju poprzecznego struktury podwaja jego pierwotna długość. Jest miara względna. ( im większy moduł sprężystości tym większa jest wytrzymałość materiału na działanie siły)

PAUWELL - wykazał ze pewne mięsnie działają jak łańcuchy żurawia które obniżają naprężenia kości.W optycznych obrazach naprężeń rzeczywiste zmniejszenia napiec kości przedstawione zostały jako wynik zwiększonego działania mięsni. Odnosi się to do mięsni jedno- i dwustawowych.

FICK - kształt powierzchni stawowej jest produktem tzw. Linii generującej, obracającej się wokół osi. Linia ta może mieć różny przebieg i zależnie od niego i stosunku do osi wokół której się obraca powstają różnokształtne powierzchnie stawowe.

Os biomechaniczna kd



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Podstawy wytrzymałości tkanek układu ruchu człowieka, Biomechanika, biomechanika calosc
Biomechanika I, Biomechanika, biomechanika calosc
Chód, Biomechanika, biomechanika calosc
biomechanika - rownowaga, Biomechanika, biomechanika calosc
BIOMECHANIKA TKANEK, Biomechanika, biomechanika calosc
Notatka z biomechaniki - staw kolanowy, Biomechanika, biomechanika calosc
sciaga z biomechaniki - egzamin, Biomechanika, biomechanika calosc
Biomechanika II, Biomechanika, biomechanika calosc
BIOMECHANIKA, Biomechanika, biomechanika calosc
Biomechanika i właściwości fizyczne mięśni Rodzaje pracy mięśniowej, Biomechanika, biomechanika calo
Labolatoryjna analiza chodu dok[1], Biomechanika, biomechanika calosc
staw kolanowy i biodrowy - biomechenika, Biomechanika, biomechanika calosc
egzamin forma tabelki, Biomechanika, biomechanika calosc
1Labolatoryjna analiza chodu dok, Biomechanika, biomechanika calosc
Podstawy wytrzymałości tkanek układu ruchu człowieka, Biomechanika, biomechanika calosc
patobiom kręgosłupa, biomechanika(2)
sciaga calosc, dokumenty, biomechanika

więcej podobnych podstron