Биомеханика движений тазобедренного сустава

Сейчас предлагаем рассмотреть статью на тему:" биомеханика движений тазобедренного сустава", а врач-ревматолог Ирина Ефремова даст полные комментарии и ответит на интересующие вопросы.

Студенты технических вузов, считавшие теормеханику или сопромат наибольшим препятствием в жизни, даже не догадывались, на какую сложную консоль, на какой замысловатый кронштейн они опирались, пока стояли у экзаменационного стола в поисках счастливого билетика.

В том числе — следовать за особами противоположного пола, что так завлекательно демонстрируют на ходу изумительную подвижность комплекса тазобедренных суставов. Большинству мужчин, наслаждающихся столь умопомрачительным зрелищем, невдомёк, что неотразимое вихляние — всего лишь защитная реакция организма женщины на чрезмерную высоту каблуков. Благодаря горизонтальным движениям таза укрощается центр тяжести, готовый вот-вот «соскочить» со своего места.

Наверное, все-таки рано или поздно соскакивает. Пришёл к такому заключению на основании бесед с пациентками. Большинство из них природа наградила красивыми ногами, в молодости они явно злоупотребляли обувью на высоких каблуках.

Видео (кликните для воспроизведения).

Вот мы и назвали ключевую причину, объясняющую возникновение заболевания в тазобедренном суставе — изменение центра тяжести.

Центр тяжести обычно находится на уровне второго крестцового позвонка. Но лишние килограммы веса — из-за переедания, сидячего, малоподвижного образа жизни, неудобной рабочей позы, каблучной обуви и т. д. и т. п. — смещают его с места, отведенного природой.

Для противодействия всевозможным нагрузкам природой предусмотрена конструкция из позвонков и межпозвонковых дисков. Но никак не тазобедренный сустав. Да еще когда вся тяжесть наваливается на консоль головки бедренной кости.

Схема механики таза (рис. 1) взята из учебного руководства начала прошлого века. С тех пор она не подвергалась переосмыслению. Другое дело, что специалисты из разных областей медицины и разных медицинских школ, опираясь на классическую схему, делают прямо противоположные выводы относи
тельно способов и методов лечения тазобедренного сустава.

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedinfo.social%2Ffiles%2Fuch_group49%2Fuch_pgroup65%2Fuch_uch570%2Fimage%2F74

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedinfo.social%2Ffiles%2Fuch_group49%2Fuch_pgroup65%2Fuch_uch570%2Fimage%2F75Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedinfo.social%2Ffiles%2Fuch_group49%2Fuch_pgroup65%2Fuch_uch570%2Fimage%2F76Благодаря тазобедренному суставу мы приводим в движение нижние конечности, ворочаем туловищем, выдерживаем тяжесть вышележащих частей тела. Крестцовая кость перекладывает тяжесть туловища на безымянную, а последняя — при посредстве тазобедренных суставов — на нижние конечности. Что интересно, при вертикальном положении тела линия тяжести проходит не спереди и не через тазобедренную ось (прямую, соединяющую бедренные головки), а позади неё.

Если бы травматологи вели статистику, куда чаще падает человек из положения стоя (при обмороке или какой-дру- гой неожиданной потере сознания), то оказалось бы, что в подавляющем числе случаев — на спину. Под воздействием силы тяжести. А центр тяжести при вертикальном положении находится в районе второго крестцового позвонка или чуть выше.

Тяжесть, действующая на крестцовую кость, подвздошно-бедренные связки распределяют между обоими тазобед
ренными суставами. Они крепят тазобедренные суставы, ограничивают разгибание бёдер и препятствуют запрокидыванию туловища назад из положения стоя — действуют в противоположном линии тяжести направлении.

Попробуем для ясности упростить ситуацию, объединим силы, действующие с правой и левой стороны тела, посередине, между обоими суставами (см. рис. 1). Рассмотрим угловой рычаг, на котором обе силы (тяжесть и направление связки) находятся в равновесии. Равнодействующая этих сил проходит в виде осевого давления через тазобедренную ось.

Если вращение и отведение бедра происходят одновременно, то наклонение получается наиболее крутым, связка при этом натягивается. При небольшом отклонении осей, без одновременного вращения костей, связка расслабляется и таз сгибается назад, а наклонение его уменьшается.

Тазобедренный сустав обладает 3 степенями свободы, поскольку допускает движение бедра в переднезаднем направлении, отведение в сторону (перпендикулярно первому направлению) и вращение вокруг вертикальной оси, обеспечивающее поворот всей ноги (пальцами вперед и в стороны). Следует заметить, что все перечисленные движения ограничиваются связками. При каждом шаге нога, на которую опирается человек, поворачивается относительно таза примерно на 1 радиан (57°). При этом сочленовная поверхность бедра (головка), радиус которой составляет около 2 см, скользит по поверхности вертлужной впадины и проходит путь, примерно равный своему радиусу (2 см).

В соответствии с формой тазобедренного сустава и состоянием окружающих его тканей, максимальная общая амплитуда сгибательно-разгибательных движений составляет 140°, приведение-отведение – 75° и ротация – 90°. При ходьбе используемая амплитуда движений в тазобедренном суставе значительно меньше потенциально возможной: сгибательные и разгибательные движения не превышают 50 – 60° при минимуме приведения-отведения и ротации. В повседневной жизни максимальная двигательная нагрузка, которая выпадает на тазобедренный сустав, связана с надеванием обуви или носков и в целом предполагает примерно 160 – 170° общей суммарной подвижности, которая включает сгибание, отведение и наружную ротацию.

Контактное давление в тазобедренном суставе.

Биомеханика тазобедренного сустава сложна и меняется в зависимости от положения человека при ходьбе, в покое, при стрессовых нагрузках. Различают двухопорную фазу шага, когда нагрузка распределяется равномерно между двумя суставами, и одноопорную фазу, когда масса тела перераспределяется на одну ногу. В этой фазе шага, в свою очередь, выделяют опору на пятку, опору на всю стопу и толчок передним отделом стопы (пальцами). Суставы испытывают очень большие нагрузки, степень которых зависит от массы тела и скорости движения. Так, при ходьбе со скоростью 1 м/сек нагрузка на тазобедренный сустав достигает 6 кН, что на порядок больше веса человека.

Читайте так же:  Сколько суставов у человека

Х.А. Янсон усреднил приводимые в литературе показатели нагрузки (Р – вес тела без опорной конечности) на тазобедренный сустав при разных условиях: при сгибании в исследуемом тазобедренном суставе с выпрямленным коленом нагрузка составляет 2,0 Р, с согнутым коленом – 1,0 Р, при разгибании – 2,0 Р, при отведении – 0,6 Р, в положении сидя – 0,1 Р, при опоре на обе ноги – 0,3 Р, при опоре на данную ногу – 2,4 Р, при передвижении в обычном темпе по ровной поверхности – 2,0 Р, при подъеме и спуске по наклонной плоскости – 2,5 Р, при быстрой ходьбе – 4,3 Р.

Видео (кликните для воспроизведения).

В положении стоя нагрузке подвергается вся суставная поверхность вертлужной впадины тазобедренного сустава, и примерно 70 – 80% головки бедренной кости находится в контакте с суставной впадиной. Только нижняя поверхность головки бедренной кости и участок вокруг fovea capituli femoris остаются ненагружаемыми, что соответствует расположению круглой связки бедра и жировой подушки в области fossa acetabuli. При ходьбе во время движения в тазобедренном суставе свод вертлужной впадины (крыша) не испытывает длительной нагрузки, и только передняя и задняя части головки поддерживают с ней контакт. Используя для измерений эндопротез тазобедренного сустава, определили, что контактное давление в задневерхнем отделе вертлужной впадины при вставании больного со стула было более 18 МПа. Этот переход от частичного контакта при движении сустава к полному при опоре на ногу является причиной изменения зоны нагрузки на поверхности головки бедренной кости во время ходьбы.

При наличии дисконгруэнтности во время ходьбы может создаваться контактная область с высоким давлением. Однако этого не происходит, так как в результате деформации двух слоев суставного хряща и подлежащей субхондральной костной ткани увеличиваются как зона контакта, так и конгруэнтность суставных поверхностей. Таким образом, дисконгруэнтность в фазе движения в суставе переходит в конгруэнтность при опоре на ногу, что позволяет тазобедренному суставу распределять большие нагрузочные силы более эффективно, но создает высокое давление в тазобедренном суставе при ходьбе – более 21 МПа. Это высокое давление хорошо переносится здоровым тазобедренным суставом, однако при наличии дисплазии сустава регулярные перегрузки одного и того же участка костной ткани приводят к развитию дегенеративно-дистрофических изменений. Кроме того, возникает практически значимый вопрос: а не является ли это давление фактором, обеспечивающим перенос продуктов стирания полиэтилена «дебриса» в ткани, окружающие ножку и вертлужную впадину, после эндопротезирования.

Распределение сил в тазобедренном суставе.

Общее представление о распределении сил, действующих в тазобедренном суставе, может быть получено при статистическом анализе векторов сил, воздействующих на сустав в одной плоскости во время опоры на ногу. Два других метода расчета предполагают прямое измерение имплантированными приборами либо математическое моделирование нагрузок на сустав одним из известных способов. Исследования по распределению нагрузок в тазобедренном суставе важны для того, чтобы лучше понять функцию нормального и пораженного суставов, патогенез патологического процесса в тазобедренном суставе, выработать оптимальный способ лечения с точки зрения выбора наилучшего имплантата, возможности выполнения корригирующей остеотомии и составления индивидуальной реабилитационной программы.

Используя плоскостной статический анализ, распределение нагрузки в тазобедренном суставе может быть представлено в виде простой системы рычагов. В положении стоя с опорой на обе ноги центр гравитации тела проходит через диск Thx и Thxi. Перпендикуляр, опущенный из этой точки на горизонтальную линию, соединяющую центры ротации (CR) головок бедренных костей, делит ее на два равных плеча (рис. 1). Если массу тела (58,7 Кг) уменьшить за счет вычитания массы ног до 36,8 Кг, то масса, равная 18,4 Кг, действует на каждую головку бедренной кости.

При одноопорном положении центр гравитации сдвинут вниз к уровню LIII-LIV и при ходьбе меняет свою позицию в соответствии с фазой шага. В этом случае на головку бедренной кости действуют две основные силы (рис. 2): сила К – масса тела минус масса опорной ноги – действует вертикально через рычаг b; сила М, которая определяется усилиями мышц, поддерживающими таз и все тело в равновесии, действует на CR головки через рычаги, опускает таз вниз и латерально. Соотношение между рычагами а и b составляет 1:3. Зная величину рычагов a и b, можно рассчитать величину результирующей силы R, которая действует на головку бедренной кости и складывается из величину массы тела и уравновешивающей его силы мышц. При одноопорной фазе шага сумма действующих сил относительно центра ротации головки равна нулю, т.е. М х а = К х b.

Мышечная сила М складывается из действия пельвио-трохантерной группы мышц и спинно-круральной. Пельвиотрохантерная группа включает mm. gluteus medius и minimus, m. piriformis, m. iliopsoas. Их результирующая сила находится в области большого вертела и направлена под углом 29,3° вниз и кнаружи. Спинно-круральную группу составляют m. tensor fascia lata, m.rectus femoris, m.sartorius, ее равнодействующая сила расположена в области малого вертела под углом 5,5°, направлена кзади и медиально. Общая равнодействующая сила М проходит сверху вниз, снутри кнаружи и образует угол 21° с вертикальной линией.

[2]

Читайте так же:  Отторжение эндопротеза тазобедренного сустава симптомы

Силу М также можно представить в виде двух составляющих: сила Рm направлена вертикально вниз, а сила Qm – горизонтально в латеральном направлении. Таким образом, на центр ротации головки бедренной кости тазобедренного сустава действуют следующие силы: Рm и К – в вертикальном и каудальном направлении и Qm – в горизонтальном и латеральном (рис. 3).

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedbe.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2F380%2Ffiksacia48


Рис. 1.
Распределение нагрузки на тазобедренные суставы при опоре на обе ноги: К – масса тела за исключением массы обеих нижних конечностей, CR – центр ротации головок бедренных костей. (Bombelli R., 1993).
Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedbe.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2Fb70%2Ffiksacia49
Рис. 2. Сила, действующая на тазобедренный сустав при одноопорной фазе шага, может быть разложена на две составляющие: К – масса тела за исключением массы конечности действует вертикально через рычаг b; сила мышц абдукторов М поддерживает равновесие таза и действует на центр ротации CR через рычаг а. При равновесии таза К х b = M х a. (Bombelli R., 1993).
Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedbe.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2Fbed%2Ffiksacia50
Рис. 3. Вертикальная сила R, которая действует своими двумя составляющими – Рm (сила давления вертлужной впадины на головку) и Qm (сила, направленная на смещение головки бедра кнаружи), уравновешивается силой противодавления земли R1, которая, в свою очередь, представлена вертикальной составляющей Р и горизонтальной составляющей Q. Все действующие силы находятся в состоянии равновесия только при горизонтальном наклоне вертлужной впадины.

Именно этот дисбаланс сил приводит к постепенному подвывиху головки бедренной кости с образованием остеофита по нижне-внутренней поверхности головки бедренной кости. При краниомедиальной инклинации вертлужной впадины (последствия перелома дна вертлужной впадины или ревматоидного артрита) увеличивается сила Q, направленная на смещение головки внутрь, а сила Р уменьшается (рис. 4, 5).

Важным моментом в оценке биомеханических предпосылок развития многих патологических процессов тазобедренного сустава является анализ формулы равенства момента сил. При уменьшении расстояния между большим вертелом и центром ротации головки бедренной кости (это наблюдается при coxa valga, укорочении шейки бедра вследствие травмы или перенесенной болезни Легг-Кальве-Пертеса и др.) уменьшается плечо а, что приводит к пропорциональному увеличению мышечной силы М и суммарной силы R и R1, воздействующих на тазобедренный сустав (согласно формуле R = К х b/а).

При увеличении расстояния между большим вертелом и центром ротации головки бедренной кости (coxa vara) увеличивается плечо рычага равнодействующей мышечной силы, и соответственно уменьшается величина равнодействующей силы мышц М.

Сгибательно-приводящая контрактура сустава с наружной установкой ноги, наиболее часто встречающаяся при коксартрозе, обусловливает значительное увеличение нагрузки на тазобедренный сустав. При этом наблюдается перекос таза, что приводит при опоре на больную ногу к более значительному смещению центра тяжести в сторону неопорной нижней конечности. В результате увеличивается плечо рычага силы тяжести больного, а значит и момент силы К х b. В соответствии с этим для уравновешивания сустава необходима большая мышечная сила М, что, в конечном итоге, увеличивает общую нагрузку на сустав.

Приведенные принципы и расчеты нагрузки на тазобедренный сустав распространяются на случаи имплантации искусственного сустава (эндопротеза). Интересные данные были получены при триаксиальной телеметрии после тотального эндопротезирования тазобедренного сустава. В положении опоры на две ноги измеряемая нагрузка на сустав равнялась массе тела. Одноопорная нагрузка на ногу соответствовала 2, 1 массы тела, пики нагрузки наблюдались при ходьбе и равнялись от 2, 6 до 2, 8 массы теда. Телеметрические измерения выявили появление больших сил, направленных на скручивание в области головки и шейки эндопротеза при ротационных движениях – их величина была более 22 N х m.

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedbe.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2F410%2Ffiksacia51


Рис. 4. При косом расположении вертлужной впадины равновесие сил нарушается. При краниолатеральной инклинации (а) преобладают силы, направленные на смещение головки бедренной кости из вертлужной впадины; при краниомедиальном расположении суставной поверхности вертлужной впадины (в) увеличивается сила О, что приводит к избыточному давлению головки в медиальном направлении в сравнении со здоровым суставом (б). (R. Bombelli, 1983).
Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2Fmedbe.ru%2Fupload%2Fmedialibrary%2Fe69%2Ffiksacia52
Рис. 5. Рентгенограмма и скиаграмма больной С. с протрузионным коксартрозом. Развитию дегенеративно-дистрофических изменений способствовала перегрузка сустава вследствие краниомедиальной инклинации вертлужной впадины после неправильно сросшегося перелома ее дна.

Возможности и способности наших суставов обусловлены их строением. Каждый сустав имеет свои особенности, которые связаны с возложенными на него функциями. Биомеханика тазобедренного сустава достаточно сложна, он обеспечивает нам возможность совершать движения в разных плоскостях, поэтому мы можем не только ходить, но и бегать, танцевать или заниматься разными видами спорта.

Тазобедренный сустав относится к группе простых синовиальных суставов. Образуется он двумя сочленяющимися костями: подвздошной и бедренной. В подвздошной кости сформирована выемка, называемая вертлужной впадиной. В эту впадину входит бедренная кость своей головкой, которая имеет шарообразную форму. Такое сочленение образует своеобразный шарнир. Именно благодаря ему тазобедренный сустав и может производить движения в различных плоскостях. Плавное скольжение суставной головки в вертлужной впадине обеспечивается синовиальной жидкостью, наполняющей сустав и тем, что его поверхности покрыты слоем гиалинового хряща. Связки, как одна из структур сустава, ограничивают движения.

Читайте так же:  Крутят суставы кисти руки

Строение сустава дает ему возможность обеспечивать движения в различных направлениях:

  • вперед-назад,
  • отведение в сторону, то есть перпендикулярно переднезаднему,
  • вращение вокруг вертикальной оси.

При каждом шаге мы опираемся на какую-то из ног, она поворачивается относительно таза приблизительно на 570, а головка бедра скользит по вертлужной впадине, проходя путь равный своему диаметру, это около 2 см.

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=http%3A%2F%2Ftvoyaybolit.ru%2Fwp-content%2Fuploads%2F2016%2F04%2F%25D1%2581%25D1%2582%25D1%2580%25D0%25BE%25D0%25B5%25D0%25BD%25D0%25B8%25D0%25B5-%25D1%2582%25D0%25B0%25D0%25B7%25D0%25BE%25D0%25B1%25D0%25B5%25D0%25B4%25D1%2580%25D0%25B5%25D0%25BD%25D0%25BD%25D0%25BE%25D0%25B3%25D0%25BE-%25D1%2581%25D1%2583%25D1%2581%25D1%2582%25D0%25B0%25D0%25B2%25D0%25B0-286x300

Из-за формы и строения тазобедренного сустава он способен на определенную амплитуду движений. Так, приведение осуществляется на 25-300, отведение на 40-500, для определения этого параметра измеряется угол между осью бедра и вертикальной осью туловища. Сгибание и разгибание измеряют углом, образующимся между осью бедра и горизонтальной поверхностью, в норме она составляет 1200 для сгибания и 30-350 для разгибания. Общий объем движений, совершаемых при ротации бедра 490. Данные цифры представляют собой нормы амплитуды движений в тазобедренном суставе в положении лежа на спине. Когда человек стоит амплитуда движений будет меньше, а если у него нога согнута в колене, то объем движений бедра увеличивается.

Тазобедренный сустав работает каждый день по многу часов в течение десятилетий. Его ткани, при этом, изнашиваются и разрушаются, однако в норме происходит самообновление тканей и самовосстановление сустава.

Чтобы он дольше справлялся со своими функциями, должна активно работать вся суставная поверхность. Когда это не так, то постепенно теряется шарообразность его поверхности, то есть износ происходит неравномерно. Например, при обычной ходьбе мы используем лишь 30% возможностей тазобедренного сустава. Если не давать ему нагрузку путем выполнения других движений, то он изнашивается быстрее. При неравномерном износе хряща нагрузка на сустав возрастает, увеличивается и вероятность травмы.

Если движение превышает нормальную амплитуду, то возможно травмирование сустава: растяжение или подрыв связок, сухожилий, смещение костей. Это происходит, например, при неграмотных тренировках или при слишком большой физической, особенно неравномерной, нагрузке. При этом, возникает боль, которая сигнализирует нам, что сустав выходит за границы своих естественных возможностей.

Таким образом, как слишком маленькая, так и слишком большая или неправильная физическая нагрузка приводят к ухудшению работы сустава. При оптимальной разнообразной нагрузке суставные поверхности способны сохранять свою правильную форму, а активный кровоток позволяет тканям постоянно обновляться и поддерживать работоспособность тазобедренного сустава.

Альтернативные способы лечения заболеваний суставов. Блог для тех, кто не собирается делать операцию на суставах.

Биомеханика тазобедренного сустава. Остеопатические методы

Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава proxy?url=https%3A%2F%2F4.bp.blogspot.com%2F-1JxOVLhOuLs%2FT-gLrMuG6lI%2FAAAAAAAACNM%2FXknvnEqr5rU%2Fs1600%2Fbiomehanika-tazobedrennogo-sustava

Тема предложена мной (Андрей). Считаю её ключевой при коксартрозе. Сместить вектор нагрузки внутри сустав – задача номер один. Без её решения все остальные заморочки бессмысленны – сустав будет продолжать разрушаться. В лучшем случае мы можем притормозить этот процесс.

Даже если допустить, что мы каким-то чудом добьёмся регенерации хрящевой ткани, то её следует ожидать где угодно, но только не в месте максимальной компрессии. Это закон физики – вода, пролитая на пол, соберётся в самом низком месте, но уж никак не на бугорке.

А для того, чтобы сместить вектор нагрузки (а без этого ни о какой нормализации биомеханики сустава речи быть не может), для начала нужно вернуть (или хотя бы приблизить) сам сустав на своё “законное место”.

Предлагаю тест. Из положения стоя приложите большие пальцы к выпирающим косточкам больших вертелов. При серьёзном коксартрозе вы почувствуете асимметрию. У меня, например, на больной ноге вертел сдвинут вверх, наружу и вперёд. Естественно предположить что бедренная головка сдвинута таким же образом.

Определёнными позами можно конструкцию привести в норму без особого труда. Но зафиксировать эту норму и сделать её обычной для нашего тела – это задачка посложнее. То же, что и при сколиозе – распрямить позвоночник пара пустяков, а вот зафиксировать это положение хотя бы на сутки практически невозможно (если только с помощью корсета?).

При сколиозе эта задача решается с помощью адресной накачки околопозвоночных мышц. Я видел людей, которые полностью избавились от недуга. Правда, по жизни они делают упражнения, но я думаю, что это не самое страшное. При коксартрозе необходимо укрепить околосуставные мышцы, ответственные за пространственное положение сустава. Подчёркиваю – ОКОЛОСУСТАВНЫЕ. Как это сделать? Может, кто-то пробовал электростимуляцию?

Проблема сложная,но не из категории неразрешимых. Нужно хорошее знание анатомии. Нормализация пространственного положения сустава – это первый, но самый главный и необходимый шаг на пути нормализации кровоснабжения, регенерации хрящевой и костной ткани, нормализации бимеханики сустава в целом.

Может, на уровне диссертаций где-то что-то можно найти. Пока не удалось. Даже, если мой подход к проблеме является новаторским, это не значит, что он неверный. Прежде, чем укреплять покосившуюся конструкцию, её надо выпрямить. Асиметричная конструкция обречена на разрушение.

[3]

Читайте так же:  Мышцы и связки голеностопного сустава

Само понятие биомеханика в переводе с греческого имеет две составляющие: bios — жизнь, и mexane — механизм, рычаг.

Биомеха́ника — раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и систем, или организма в целом, а также происходящие в них механические явления. Биомеханические исследования охватывают различные уровни организации живой материи: биологические макромолекулы, клетки, ткани, органы, системы органов, а также целые организмы и их сообщества. Чаще всего объектом исследования этой науки, является движение человека. Под механическим движением понимается движение всей биосистемы в целом, а также движение отдельных частей системы относительно друг друга — деформация системы. Это сокращение мышцы, деформация сухожилия, кости, связок, фасций, движения в суставах.

В хореографии, как и во всех видах спорта, особенно подвижных, биомеханика рассматривается и используется, как базовая наука и имеет большое значение. Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, анатомия и физика.

[1]

Движения частей тела человека представляют собою перемещения в пространстве и времени, которые выполняются во многих суставах одновременно и последовательно. Движения в суставах по своей форме и характеру очень разнообразны, они зависят от действия множества приложенных сил. Все движения закономерно объединены в целостные организованные действия, которыми человек управляет при помощи мышц. Учитывая сложность движений человека, в биомеханике исследуют и механическую, и биологическую их стороны, причем обязательно в тесной взаимосвязи.

Поскольку человек выполняет всегда осмысленные действия, его интересует, как можно достичь цели, насколько хорошо и легко это получается в данных условиях. Для того чтобы результат движения был лучше, и достичь его было бы легче, человек сознательно учитывает и использует условия, в которых осуществляется движение. Кроме того, он учится более совершенно выполнять движения. Биомеханика человека учитывает эти его способности, чем существенно отличается от биомеханики животных.

Таким образом, биомеханика человека изучает, какой способ и какие условия выполнения действий лучше и как овладеть ими. Общая задача изучения движений состоит в оценке эффективности приложения сил для достижения поставленной цели. Всякое изучение движений, в конечном счете, направлено на то, чтобы помочь лучше выполнять их. Прежде, чем приступить к разработке лучших способов действий, необходимо оценить уже существующие. Отсюда вытекает общая задача биомеханики, сводящаяся к оценке эффективности способов выполнения изучаемого движения. Биомеханика исследует, каким образом полученная механическая энергия движения и напряжения может приобрести рабочее применение. Рабочий эффект измеряется тем, как используется затраченная энергия. Для этого определяют, какие силы совершают полезную работу, каковы они по происхождению, когда и где приложены. То же самое должно быть известно о силах, которые производят вредную работу, снижающую эффективность полезных сил. Такое изучение дает возможность сделать выводы о том, как повысить эффективность действия. При решении общей задачи биомеханики возникают многочисленные частные задачи, не только предусматривающие непосредственную оценку эффективности, но и вытекающие из общей задачи и ей подчиненные.

Общая задача изучения движений человека в биомеханике современного танца — оценка эффективности приложения сил для более совершенного достижения поставленной цели. Изучение движений, в конечном счете, направлено на то, чтобы найти совершенные способы двигательных действий и научить лучше их исполнять. Поэтому оно имеет ярко выраженную педагогическую направленность.

Частные задачи биомеханики состоят в изучении следующих основных вопросов:

а) строение, свойства и двигательные функции тела танцора;

б) рациональная танцевальная техника и техническое совершенствование танцовщика.

Поскольку особенности движений зависят от объекта движений – тела человека, в биомеханике изучают строение опорно-двигательного аппарата, его механические свойства и функции (включая показатели двигательных качеств) с учетом возрастных и половых особенностей, влияния уровня технической подготовленности исполнителя и т.п.

Человеческое тело имеет три измерения: продольное, поперечное, передне-заднее, соответст­венно через тело можно мысленно провести три взаимоперпендикулярные плоскости: передне-заднюю, или сагиттальную (делит тело на правую и левую поло­вины); фронтальную, делящую тело на переднюю и заднюю половины, и поперечные, проходящие горизонтально (делят тело на разных уровнях на верхнюю и нижнюю части).

Соответственно этим трем воображаемым плоскостям принято рассматривать три взаимно перпендикулярные оси движений звеньев и сус­тавов. Вокруг оси, проходящей через центр сустава спереди назад (сагит­тальной) происходит движение, называемое отведением и приведением звена тела. Вокруг фронтальной оси происходит движение, называемое сгибанием и разгибанием. Вокруг оси, проведенной через сустав вдоль звена, осуществляется поворот внутрь и наружу.

Движение вокруг той или иной оси называют степенью свободы движения. Количество степеней свободы движений звена зависит от фор­мы и строения сустава. Суставы, имеющие сферическую форму, обладают тремя степенями свободы движения, в них возможны отведение и приведение, сгибание и разгибание, поворот внутрь и наружу (пронация и супи­нация). Кроме того, в шаровидных суставах возможно круговое движение (таков плечевой сустав). К суставам с тремя осями вращения принадлежит и ореховидный (тазобедренный). Движения в нем совершаются как и в ша­ровидном, но амплитуда движений меньше.

Читайте так же:  Упражнения для суставов ног в домашних условиях

Эллипсовидные суставы имеют две оси вращения. В них возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение, а также круговое движение, но поворот внутрь и наружу невозможен. Таков лучезапястный сустав.

Блоковидный и цилиндрический суставы относятся к одноосным. В них одна ось вращения — фронтальная, вокруг которой возможны только сгибание и разгибание (локтевой, коленный, голеностопный).

Движения позвоночного столба могут происходить вокруг трех осей вращения: поперечной — сгибание и разгибание, переднезадней — на­клоны вправо и влево, вертикальной — скручивание в ту или иную сторону. Кроме того, можно выполнить круговые движения, представляющие собой результат движений вокруг различных осей вращения. Наиболее подвижными являются шейный и поясничный отделы позвоночника, менее под­вижны верхний и нижний участки грудного отдела. Подвижность позво­ночника зависит от межпозвоночных дисков. Они упруги, пластичны и мо­гут деформироваться при движениях позвонков.

В скелете рук выделяются следующие суставы: плечевой, локтевой, лучелоктевой и лучезапястный.

Плечевой сустав имеет простую, шаровидную форму; три взаимно перпендикулярные оси вращения: поперечную, вокруг которой возможны движения вперед (сгибание) и назад (разгибание); переднезаднюю — отведение и приведение; вертикальную — пронация (повороты внутрь) и супи­нация (повороты наружу). Кроме того, в плечевом суставе возможно кру­говое движение. Движения в плечевом суставе обычно сочетаются с дви­жениями пояса верхних конечностей.

Объем движений в плечевом суставе составляет: сгибание — 90°, разгибание — 45°, отведение — 90°, приведение — 30°, супинация — 85°, пронация— 85°.

Локтевой сустав состоит из трех сочленений: плечелоктевого, плечелучевого, лучелоктевого.

Плечелоктевое сочленение имеет блоковидную форму и одну ось вращения, вокруг которой возможно сгибание и разгибание.

Плечелучевое сочленение имеет шаровидную форму и три оси вращения. Вокруг поперечной оси возможны сгибание и разгибание предпле­чья, вокруг вертикальной – пронация и супинация. Сагиттальная ось не используется в движении, так как между костями предплечья натянута ко­стная перепонка.

Лучелоктевое сочленение имеет цилиндрическую форму и одну вертикальную ось, вокруг которой возможны пронация и супинация.

Таким образом, в локтевом суставе возможны сгибание и разгибание вокруг поперечной оси, пронация и супинация — вокруг вертикальной. Величина подвижности вокруг поперечной оси, т. е. сгибание и разгибание предплечья составляет 140°. Размах движения при пронации и супинации также приблизительно по 140°.

Лучезапястный сустав имеет эллипсовидную форму. В нем возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение вокруг сагиттальной оси. Пронация и супинация кисти вокруг вертикальной оси происхо­дит вместе с одноименными движениями предплечья.

Запястно-пястные суставы малоподвижны.

Пястно-фаланговыс суставы имеют шаровидную форму и три оси вращения. Вокруг этих осей происходит сгибание и разгибание, отведение и приведение, а также круговые движения. Пронация и супинация возможны только пассивные, если одной рукой захватить один из пальцев другой. Сгибание и разгибание возможны на 90-100°, отведение и приведение – на 45-50°.

Под влиянием систематической тренировки подвижность бедра вокруг вертикальной оси тазобедренного сустава увеличивается. Так, выворотное положение стоп I позиции определяется в основном в положении бедренных костей в тазобедренных суставах. Его сравнительно легко при­нять, когда обе ноги упираются в пол. Если же одна нога поднята, то удержать равновесие гораздо сложнее.

Коленный сустав сложный. По форме блоковидно-шаровидный. В разогнутом положении он функционирует как блоковидный. По мере же сгибания благодаря уменьшению радиуса кривизны суставной поверхности, могут происходить пронация и супинация. Общая подвижность при сгибании колена может достигать 170°: активное сгибание — 130° и пассивное — 30°; разгибание из среднего положения 10-12°. По мере сгибания в коленном суставе его связки расслабляются и тогда становятся возможными вращательное и круговое ее движение.

Голеностопный сустав сложный, имеет блоковидную форму. В нем возможны сгибание и разгибание. По мере сгибания стопы становится возможным некоторое приведение и отведение вокруг вертикальной оси. В исходном положении стоя разгибание стопы возможно в переделах 15-25°, сгибание 45-50°, отведение и приведение — по 12°, пронация и супи­нация — в пределах 13°.

Рассмотрим основные позиции, движения и элементы современного танца с точки зрения биомеханики движений суставов в момент их исполнения.

Источники

  1. Диагностика и хирургическое лечение неврологических осложнений поясничного остеохондроза / В. А. Шустин и др. – М. : Фолиант, 2006. – 168 c.
  2. Преображенский, А. А. Магнитные материалы / А. А. Преображенский. – М. : [не указано], 2018. – 748 c.
  3. Кучанская, Анна Артрит / Анна Кучанская. – М. : ИГ “Весь”, 2003. – 194 c.
Изображение - Биомеханика движений тазобедренного сустава 4589562
Автор статьи: Ирина Ефремова

Доброго времени суток. Меня зовут Ирина. Я уже более 7 лет работаю в ревматологическом центре. Я считаю, что в настоящее время являюсь профессионалом в своей области и хочу помочь всем посетителям сайта решать интересующие их вопросы. Все материалы для сайта собраны и тщательно переработаны с целью донести как можно доступнее всю необходимую информацию. Однако чтобы применить все, описанное на сайте необходима ОБЯЗАТЕЛЬНАЯ консультация со специалистами.

Обо мнеОбратная связь
Оцените статью:
Оценка 4.9 проголосовавших: 8

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here