Биомеханика суставов

Изучение движений в суставах - артрокинематика - является одним из разделов биомеханики.

В суставах осуществляется движение костей относительно друг друга. Каждая отд. взятая кость может совершать поступательные движения по трем направлениям и вращаться вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. Соответственно этому она имеет 6 степеней свободы. Кол-вом осей вращения и опред-ся число степеней свободы отд. звеньев скелета.

В анатомии выделяют сагитт. (отведение/приведение, abductio/adductio), фронт. (сгибание/разгибание, flexio/extension) и вертик. (вращение, rotatuo) оси. В качестве особого вида рассматривают круг. движение (circumductio), при кот. перифер. конец кости движется по окружности.

При любом движении, кроме вращения вокруг собств. оси, каждая точка кости описывает в пространстве некоторую кривую линию. Если взять точку, находящуюся на механической оси кости, то все ее движения совершаются в определенной плоскости, которая всегда выпукла со стороны, противоположной суставу. Эта плоскость представляет собой сферу, или овоид, движения. Протяженность овоида движения зависит от амплитуды движений в суставе. Это понятие помогает описывать и графически представлять движения в суставах.

Число степеней свободы и типы движений в суставах зависят от формы суст. пов-стей. К одноосным суставам с одной степенью свободы относят блоков. и цилиндр. суставы. Двухосными с двумя степенями свободы являются эллипсоидные, седлов. и мыщелковые суставы. К многоосным суставам с тремя степенями свободы принадлежат шаровидные, чашеобразные и плоские суставы.

В некоторых руководствах выд-ся тугие суставы, или амфиартрозы. Под этим названием выделяется группа сочленений с разл. формой суст. пов-стей, но сходных по другим признакам: короткая, туго натянутая суст. капсула и очень крепкий, нерастягивающийся вспомогат. аппарат. Тугие суставы смягчают толчки и сотрясения м/у костями. В амфиартрозах движ-я имеют скользящий хар-р и крайне незначит. объем.

Важное значение в артрокинематике имеет понятие о конгруэнтности суставов. Суст. пов-сти имеют разл. площадь и кривизну. Пов-сти, кот. полностью соответствуют друг другу - конгруэнтными. Если такое соответствие отсутствует, говорят о неконгруэнтных пов-стях. В тазобедр. суставе сочленяющиеся пов-сти более подходят одна к другой, чем в плеч. суставе. Поэтому тазобедр. сустав является в большей степени конгруэнтным. Конгруэнтность поверхностей в каждом суставе не является пост., она изм-ся при движениях и в зависимости от нагрузки. При нагружении сустава площадь контакта суст. пов-стей возрастает, и конгруэнтность увеличивается. Это способствует более равномерной передаче нагрузки на суставные концы костей.

Исходя из анализа конгруэнтности суст. пов-стей различают в каждом суставе замкнутое и разомкнутое положения. Замкнутое положение - при кот. достигается максимальная конгруэнтность сустава. При замкнут. положении связки, укрепляющие сустав, натянуты и напряжены, они прижимают суст. пов-сти друг к другу и полностью проявляют свою стабилизирующую функцию. Сустав в замкнут. положении максим. устойчив, кол-во степеней свободы в нем падает до 0. При всех других положениях сустав является разомкнутым. При этом суст. пов-сти становятся неконгруэнтными, связки расслабляются и могут быть реализованы все степени свободы для данного сустава.

В плеч. суставе замкнут. положение достигается при отведении и вращении наружу плеч. кости. При этом плеч. кость стабилизируется и может перемещаться только вместе с лопаткой. Замыкание локт. сустава происходит при разгибании и супинации. В лучезап. суставе замкнут. положение соответствует полному разгибанию кисти; подвижность в суставе при этом отсутствует. У коленного и голеностопн. суставов замкнут. является положение полного разгибания. Чтобы восстановить подвижность в суставе, его нужно привести в разомкнут. положение. Во всех приведенных случаях это достигается сгибанием в сочетании с небольшим вращением внутрь. При замыкании суставов создаются условия, способствующие переломам костей при травмах, ввиду того, что не может проявиться рессорное действие соед-ий. Так, перелом луч. кости чаще всего происходит при падении на вытянутую руку с разогнутой кистью, когда лучезапястный и локтевой суставы находятся в замкнутом положении.

Большинство движений являются сложными. В движениях ногтевых фаланг пальцев, можно заметить, что при сгибании они слегка супинированы, а разгибание сопровождается пронацией фаланг. Сочетание сгибания и разгибания с некоторой степенью вращения характерно и для других блоковидных суставов. Например, в локт. суставе при полном разгибании происходит пронация локт. кости, а при сгибании она супинируется. Благодаря комбинации сгибания и разгибания с вращением блоковидный сустав выводится из замкнут. положения и снова приводится в такое положение. Подобного рода замыкающие и размыкающие движения относятся к обычным движениям в суставах.

Распространенным видом сложных движений является последовательное движение. При этом часть тела, например кон-сть, последовательно переводится из одного положения в другое и в результате серии движений может вернуться в исх. состояние. В данном случае говорят об эргономическом цикле. Подобные циклы хар-рны для повт-ся раб. движений.

Различают два вида вращательных движений: сочетанные и независимые. Сочетанное вращение - при осуще­ствлении последоват. движений. Чтобы выявить сочетанное вращение, нужно опустить руку с полупронированным предплечьем так, чтобы ладонь была обращена к бедру. Затем рука поднимается вперед до горизонт. уровня и отводится в сторону на 90°, причем сохр-ся полупронированное положение предплечья. После этого рука приводится к туловищу, и оказывается, что теперь она повернута к бедру уже не ладонью, а локт. краем. Это значит, что в ходе последоват. движений произошло вращение наружу в плеч. суставе на 90°. Если из нового положения повторить тот же цикл движений, то снова произойдет поворот руки на 90°, и кисть будет обращена к бедру своей тыльной стороной. Произвести движения в третий раз, очевидно, уже не удастся. Т.о. было получено вращение в результате серии движений, кот. сами по себе не являются вращательными. Такое сочетанное вращение возможно в любом суставе, имеющем 2 или 3 степени свободы. Всякое другое вращение называется независимым вращением.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: