0000023 3

34 Biomechanika kliniczna

Ryc. 7. Wyznaczanie o.ś.c. ciała człowieka metodą dźwigni jednostronnej: r - ramię siły Q, R - siła reakcji, L - długość dźwigni, ramię siły R, Q - ciężar ciała (wg [1]) w stanie równowagi. Tę własność dźwigni można wykorzystać do wyznaczania położenia o.ś.c. człowieka. Jak wynika z ryc. 7, ciężar ciała Q obraca dźwignię do dołu. Aby dźwignię zrównoważyć, należy przyłożyć do dźwigni przeciwnie skierowaną, taką samą co do wartości siłę reakcji R. Wartość tej siły można łatwo wyznaczyć przez oparcie końca dźwigni na wadze. Ramię L tej siły Rjest równe długości dźwigni. Ramię rsiły OJ jest odległością o.ś.c. człowieka umieszczonego na dźwigni jednostronnej, mierzonej od punktu podparcia. Wartość tej współrzędnej można wyznaczyć z warunków równowagi ciała: r= R ^x L/Q.

Ogólny środek ciężkości całego ciała człowieka jest wektorem wypadkowym (sumą wektorów) środków ciężkości wszystkich 14 segmentów jego ciała. U człowieka, który przyjął postawę stojącą, o.ś.c. znajduje się na wysokości 53-60% wysokości ciała. U małego dziecka o.ś.c. jest położony, ze względu na dużą masę głowy i mniejszą masę nóg, stosunkowo wyżej niż u dorosłego (zob. ryc. 5 i 6).

4.4. Biokinematyka biernego układu ruchu

Podstawową jednostką biernego układu ruchu jest kość, tzw. człon sztywny. Dwie kości związane stawem, tzw. połączeniem ruchomym, stanowią parę bio-kinematyczną. Struktura złożona z większej liczby członów sztywnych, a zatem i par biokinematycznych, tworzy łańcuch biokinematyczny. Przykładem takiego łańcucha biokinematycznego jest zespół struktur tworzących kończynę górną: łopatka - staw ramienny - ramię - staw łokciowy - przedramię - staw promie-niowo-nadgarstkowy. Ogniwem końcowym tego łańcucha jest ręka zakończona palcami. Jeżeli łańcuch biokinematyczny ma jedno ogniwo końcowe swobodne, to wówczas jest łańcuchem otwartym. Połączenie ze sobą ogniw końcowych lub z ogniwem pośrednim (narzędzie pracy, podłoże) tworzy łańcuch biokinematyczny zamknięty. Zbiór łańcuchów biokinematycznych połączonych ze sobą stanowi podstawę biomechanizmu, który tworzy, z punktu widzenia biomechaniki, bierny układ ruchu człowieka.

Biomechanizm biernego układu ruchu człowieka jest pojęciem bardziej złożonym. W technice rozpatruje się ruchy dowolne brył sztywnych, a w biokinematy-ce ruchy członów sztywnych (kości). Ruch dowolny może być postępowy i obrotowy, przy czym każdy z nich może być rozłożony na trzy składowe, określone względem trzech wzajemnie do siebie prostopadłych kierunków wyznaczających