Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Позвоночник как биокинематическая цепь
Позвоночник представляет собой эластичную, вертикально расположенную опору, состоящую из отдельных функциональных единиц - позвоночно-двигательных сегментов (ПДС), прочно связанных между собой межпозвонковыми дисками и мощным связочно-мышечным аппаратом. В течение всей жизни человек подвергается различного рода нагрузкам и другим силовым факторам, действующим в самых различных плоскостях опорно-двигательного аппарата. Опровергая общие физико-механические закономерности, отдельные составные части позвоночного столба по-разному реагируют на прилагаемые к ним силы. Так силы, по интенсивности, не превышающие порогов прочности отдельных его структур, не могут причинять каких-либо повреждений позвонкам, а наоборот, вызывать их гипертрофию и укрепление структуры. Аналогично происходит со связками и мышцами. С точки зрения механики, основное значение приобретает понятие о пределе прочности позвоночника в условиях действия сил давления вдоль его вертикальной оси. Этот предел определяется прежде всего величиной и формой позвонков, а также системой физиологических изгибов позвоночного столба. На горизонтальном срезе позвонок напоминает форму буквы Т, то есть известный в технике своей прочностью тавровый профиль (рис. 3.24). Адаптация к силам давления по оси позвоночника достигается главным образом физиологическими изгибами, что согласуется с известной в технике характеристикой Т-образной балки, предел прочности которой в 17 раз выше, чем у простой. Средний предел прочности (подъемная сила) позвоночника у взрослого человека составляет 350 кг. Но и данный предел является различным в зависимости от отдела позвоночного столба. Так, на уровне шейного отдела он составляет около 113 кг, грудного - 210 кг и поясничного - приблизительно около 400 кг. Нормальная нагрузка на позвоночник, обусловленная тяжестью тела, в прямом вертикальном положении туловища гораздо ниже ее максимального уровня и составляет в шейном отделе 50 кг, в грудном - 75 кг и в поясничном - около 125 кг. Предел прочности отдельных позвонков к нагрузкам весьма высок и для поясничного отдела может достигать 900 кг и более. Прочность связок позвоночника также достаточно велика. Разрыв передней продольной связки, например, происходит при приложении силы в 2,12 кг, а задней продольной связки - 1,58 кг на 1 мм2 поперечного сечения. Прочность связок у молодых людей, возраст которых не превышает 20 лет, приблизительно на 30% выше, чем у лиц старше 50 лет. При удалении одного из взаимно перпендикулярных элементов остистых отростков - предел прочности позвоночника уменьшается приблизительно в шесть раз.
Позвоночник еще рассматривают как эластичную колонну, опирающуюся на мышцы и две камеры - брюшную и грудную клетки. По мере повышения давления в последних и сокращения соответствующих групп мышц происходит стабилизация позвоночника, он получает при этом как бы прочную дополнительную опору в результате своеобразного эффекта «шинирования» (рис.3.25). Давление в грудной клетке в результате глубокого предварительного входа и последующей нагрузки значительно повышается. Этому способствуют также сокращения межреберных мышц, мышц плече-вого пояса и диафрагмы. Давление же в брюшной полости в этот момент повышается незначительно. Затем, по мере истощения воздуха в легких, давление в грудной клетке снижается, в брюшной полости возрастает и сдерживается в течение продолжительного времени - до очередного вдоха. Напряжение межреберных мышц, мышц плечевого пояса и диафрагмы придают жесткость грудной клетке, которая принимает на себя половину силы давления, действующей на грудной отдел позвоночника. Подобным образом брюшная полость разгружает поясничный отдел и уменьшает давление, приходящееся на каждый люмбальный диск, почти на 30%. В известной мере внутрибрюшное давление может быть повышено искусственно с помощью поясов и корсетов, что используется в клинической практике. Ношение таких поясов и корсетов снижает давление в межпозвонковых дисках на 24%. Силы, действующие на позвоночник, были измерены на добровольцах путем введения в межпозвонковый диск специальной иглы с манометром. Измерения показали, что давление внутри диска является максимальным в положении сидя, в положении стоя оно уменьшается на 30%, а лежа - на 50%. Так, в положении сидя давление в дисках колеблется в пределах 99 - 171 кг, а в положении стоя 85 - 119 кг. По-видимому, это связано с эффектом «шинирования» - понижением давления в брюшной полости.
Нагрузка на межпозвоночные диски значительно увеличивается при подъеме тяжести. Например, при подъеме тяжести на вытянутых руках нагрузка на поясничные диски повышается в 22 раза по сравнению с поднимаемой массой груза, что убедительно иллюстрирует «схема рычажных весов» по Армстронгу (рис. 3.26). Если человек поднимает какие-нибудь предметы на вытянутых руках, то туловище и вытянутые руки образуют рычажные весы, вертикальная ось которых приходится на пульпозное ядро. Соотношение между этими двумя рычагами по Армстронгу составляет 15:1. Другими словами, если поднимают груз весом 50 кг, то это должно уравновешиваться силой сокращения мышц - 50х15, и конечная нагрузка на поясничные диски будет составлять 750+50 кг (масса верхнего отдела туловища). К этому же следует добавить дополнительную нагрузку за счет скорости поднятия груза. В биомеханике суставов различают две оси - вертикальную и горизонтальную, вокруг которых совершаются движения в трех плоскостях: сагиттальной, фронтальной и горизонтальной. По числу осей, определяющих функцию сустава, различают одноосные, двуосные и многоосные суставы. К одноосным относят блоковидные суставы: межфаланговые кисти и стопы, а также атлантоосевой сустав; в первых возможны движения вокруг фронтальной оси (сгибание, разгибание), во втором - вращение головы вокруг вертикальной оси. Примером двуосного сустава является эллипсовидный лучезапястный сустав, в котором возможно сгибание и разгибание вокруг фронтальной оси, отведение и приведение вокруг сагиттальной оси. К многоосным суставам можно отнести межпозвонковые суставы шейного, за исключение ПДС CI-II, и поясничного отделов позвоночника. Схема движения в одноосных суставах отражена на рис. 3.27. Амплитуда движений ПДС позвоночника (табл.3.3) зависит от пространственного расположения плоскостей суставов, бразованных отростками дужек позвонков, а также от высоты и эластичности межпозвонковых дисков. Величина наклона тел позвонков прямо пропорциональна квадрату высоты межпозвонкового диска и обратно пропорциональна квадрату площади поперечного сечения тела позвонка (правило Дурхшмессера). Высота межпозвонковых дисков является переменной величиной и зависит от состояния студенистого ядра. Что касается площади поперечного сечения тел позвонков, то в численном выражении (в квадратных миллиметрах) в шейном, грудном и поясничном отделах она составляет соответственно 225:640:784. Шейные позвонки, имея большую высоту дисков и сравнительно малую площадь поперечного сечения тел, обладают значительным углом наклона относительно друг друга. Это обстоятельство, а также выгодная своеобразная конфигурация межпозвонковых суставов обеспечивают большую подвижность шейного отдела позвоночника как в сагиттальной (сгибание, разгибание - 70°), фронтальной (наклоны в стороны - 35°), так и в горизонтальной (вращательные движения -80°) плоскостях. В функциональном отношении шейный отдел позвоночника делится на три части: верхнюю, среднюю и нижнюю. При легком наклоне головы вперед участвуют сегменты СIII-СVII, а при максимальном - CI-СII (нормальная амплитуда движения в этом положении составляет 20-25°). При отклонении назад из вращательного движения исключается краниовертебральное сочленение и в движении участвуют преимущественно CV-CVII сегменты. В нейтральном положении головы биомеханика движений такова, что поворот головы начинается с сегмента CI-CII. Лишь после поворота головы на 30° включаются суставы нижележащих сегментов. В грудном отделе соотношение высоты межпозвонкового диска и площади поперечного сечения тел позвонков выглядит гораздо менее выгодно и поверхности тел позвонков плоские, что ограничивает их подвижность относительно друг друга. Кроме того, вертикальное расположение суставных поверхностей отростков дужек во фронтальной плоскости значительно ограничивает вращательные движения. В грудопоясничном отделе позвоночника суставные отростки изменяют свое положение: они переходят из фронтальной плоскости в сагиттальную. В связи с тем, что здесь суставные поверхности дужек, как и в шейном отделе, устанавливаются в плоскости, представляющей сегмент круга, в поясничном отделе обеспечивается относительно большой объем движений во всех направлениях (сгибание, наклоны в стороны и ротации).
Табл.3.3
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-08-16; просмотров: 48; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.134.77.195 (0.007 с.) |