К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА      27 .04 .2025 КОВАРСТВО УДЛИНЕНИЯ LCF   Публикация в группе faceboo k.  26 .04 .2025 Мемориальная пластина , барельеф . Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  Подсвечник , барельеф . Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  10c.Cross. Б арельеф . Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  Перстень , барельеф . Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  1874Moreau G . Картина. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 25 .04 .2025 17c.GiordanoL .   Картина. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  1967WardL.  Гравюра. Изображение обстоятельств и м ех анизма травмы LCF. 1963ShagalM.  Карти на. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 18с.MagnascoA.  Картина. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  1258Salisbury_Cathedral.   Фриз . Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 2003ИвановЮВ. ...

Биомеханика тазобедренного сустава во фронтальной плоскости


Биомеханика тазобедренного сустава во фронтальной плоскости

Архипов С.В.

С целью уточнения биомеханики тазобедренного сустава во фронтальной плоскости нами проведены экспериментальные исследования на его трехмерной и плоскостной механической модели, а также изучены особенности одноопорного ортостатического положения в норме. Плоскостная механическая модель тазобедренного сустава содержала бедренную и тазовую части, аналоги отводящей группы мышц и связки головки бедренной кости. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава имела бедренную и тазовую части, аналоги отводящей группы мышц и связки головки бедренной кости.

Установлено, что связка головки бедренной кости участвует в ограничении приведения бедра и наклона таза в одноопорном ортостатическом положении и при ходьбе. Она способна замыкать тазобедренный сустав во фронтальной плоскости и трансформировать его в аналог рычага второго рода. При натяжении связки головки бедренной кости за счет предельного приведения головка бедренной кости прижимается к нижнему сектору полулунной поверхности. Реализуется эффект спонтанного вращения таза в горизонтальной плоскости из положения крайней ротации. Сгибание сопровождается увеличением, а ротация – уменьшением угла максимально возможного приведения. Связка головки бедренной кости ограничивает латеральное смещение головки бедренной кости. Без ее повреждения вывих в суставе невозможен. Кроме этого, связка головки бедренной кости участвует в стабилизации таза в горизонтальной плоскости и разгружает отводящую группу мышц в одноопорном ортостатическом положении, а также пронаторы бедра при ходьбе. При напряжении отводящей группы мышц ограничивается приведение в тазобедренном суставе, а головка бедренной кости прижимается к верхнемедиальному сектору полулунной поверхности вертлужной впадины. Соответственно, связку головки бедренной кости и отводящую группу мышц можно считать синергистами в ограничении приведения, а также в создании горизонтального усилия, прижимающего вертлужную впадину к головке бедренной кости.

С учетом полученных данных о значении связки головки бедренной кости можно говорить о четырех основных вариантах функционирования тазобедренного сустава во фронтальной плоскости в ортостатическом положении. Первые два подробно изучены в работах R. Bombelli и F. Pauwels.

1. В двуопорном ортостатическом положении система таз – нижние конечности представляет собой аналог шарнирной рамы. При условии равномерной нагрузки на ноги результирующая сила преимущественно действует на верхнюю полусферу обеих головок бедренных костей. Без учета напряжения мышц на каждую из них приходится ½ массы тела, расположенной выше тазобедренных суставов.

2. В напряженном одноопорном ортостатическом положении при стабилизации таза только за счет действия мышц тазобедренный сустав во фронтальной плоскости представляет собой аналог рычага первого рода. Результирующая сила преимущественно действует на верхнюю полусферу головки бедренной кости, а вес тела уравновешивает отводящая группа мышц. Если принять, что ее плечо относится к плечу веса тела, как 1:3. Без учета усилия других тазобедренных мышц, нагрузка на головку бедренной кости достигает 4 массы тела.

3. В ненапряженном одноопорном ортостатическом положении, при стабилизации таза только за счет натяжения связок, тазобедренный сустав во фронтальной плоскости представляет собой аналог рычага второго рода. Результирующая сила преимущественно действует на нижнюю полусферу головки бедренной кости, а вес тела уравновешивает сила реакции связки головки бедренной кости. Если принять, что ее плечо относится к плечу веса тела как 1:3, без учета усилия каких-либо мышечных групп, нагрузка на головку бедренной кости составляет 2 массы тела.

4. В одноопорном ортостатическом положении при стабилизации таза за счет мышечного и связочного компонентов, тазобедренный сустав во фронтальной плоскости представляет собой аналог рычага первого рода. Точкой подвеса является проксимальная область крепления связки головки бедренной кости. Результирующая нагрузка равномерно распределяется на нижнюю и верхнюю полусферу головки бедренной кости, контактирующую с полулунной поверхностью. Весу тела противодействует усилие отводящей группы мышц. Если принять, что ее плечо равно плечу веса тела, то без учета усилия иных мышечных групп нагрузка на каждую из полусфер головки бедренной кости эквивалентна только одной массе тела.

Координированное взаимодействие отводящей группы мышц и связки головки бедренной кости позволяет обеспечить рациональный режим нагрузки головки бедренной кости в одноопорном ортостатическом положении и при ходьбе, снижает затраты мышечной энергии, повышается устойчивость ортостатических положений, обеспечивает должную ритмичность и автоматизм локомоций (подробнее см. www. enet.ru /~archipov/).  

Автор:

Архипов С.В.

Полесская центральная районная больница, Полесск, Калининградская область, Россия

Ключевые слова:

поза, ходьба, эксперимент, биомеханика, ligamentum capitis femoris, связка головки бедра, круглая связка

Цитирование:

Архипов СВ. Биомеханика тазобедренного сустава во фронтальной плоскости. VIII Всероссийская конференция по биомеханике «Биомеханика – 2006», Нижний Новгород 23-25 мая 2006 года. Тезисы докладов. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2006:124-6.

Примечания:

Публикация посвящена изучению нормальной биомеханики и мышечно-связочному взаимодействию в вертикальных позах и при ходьбе у здоровых субъектов, а также на механической модели тазобедренного сустава с аналогами наружных связок и ligamentum capitis femoris.

Сайт автора www. enet.ru / ~archipov «Морфомеханика» в настоящее время доступен в архиве [web.archive.org]

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

 Биомеханика и морфомеханика

Популярные статьи

Взаимодействие LCF нормальной длины и вертлужной губы

Взаимодействие связки головки бедренной кости нормальной длины и вертлужной губы   На настоящем этапе экспериментальных исследований на трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека мы уточнили взаимодействие вертлужной губы , labrum acetabulare , и связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris , нормальной длины. При наличии аналога связки головки бедренной кости аналог вертлужной губы прикреплялся к торцу модели вертлужной впадины винтами М3, и уголками, предназначенными для фиксации аналогов наружных связок (Рис. 1).   Рис. 1. Соединение модели вертлужной впадины с аналогом вертлужной губы; аналог связки головки бедренной кости закреплен на краю ямки фасонной выточки (вид с медиальной стороны).   Изначально на стержень бедренной части модели одевался аналог вертлужной губы. Затем с головкой бедренной части соединялась модель вертлужной впадины, натягивался и закреплялся аналог связки головки бедренной кости, а после этого ан...

Воспроизведение функции LCF

  Воспроизведение функции связки головки бедренной кости   Для уточнения механической функции связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris , нами ее аналогом дополнена трехмерная механическая модель правого тазобедренного сустава человека. В качестве аналога связки головки бедренной кости использован плетеный капроновый шнур диаметром 5 мм. Внутреннюю часть его образовывали продольные волокна, что обеспечивало относительно высокий модуль упругости. Одним концом он соединялся с моделью вертлужной впадины тазовой части модели, будучи закрепленный зажимом, расположенным снизу на цилиндрическом стержне. Далее он пропускался через отверстие в сферической оболочке и выходил в фасонной выточке. В первой серии экспериментов мы пропустили аналог связки головки бедренной кости через отверстие, выполненное в центре фасонной выточки – аналоге ямки вертлужной впадины (Рис. 1). Рис. 1. Тазовая часть трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека, через...

Взаимодействие вертлужной губы, наружных связок, отводящей группы мышц с патологически удлиненной LCF

  Взаимодействие вертлужной губы, наружных связок и отводящей группы мышц с патологически удлиненной связкой головки бедренной кости.   В следующей серии экспериментов мы максимально удлинили часть аналога связки головки бедренной кости, которая располагалась внутри шарнира модели. По нашему замыслу имитировалось крепление проксимального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris , на периферии вертлужной впадины, acetabulum . Проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости соединялся с моделью вертлужной впадины, будучи пропущенным через отверстие в канавке фасонной выточке, располагавшимся на расстоянии 8 мм от наружного края (Рис. 1).   Рис. 1. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, находящимся на расстоянии 8 мм от наружного края; вверху – вид спереди, внизу – вид...

Имитация взаимодействия наружных связок и LCF

  Имитация взаимодействия наружных связок и связки головки бедренной кости   В предыдущих экспериментах на трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека установлено, что вертлужная губа, labrum acetabulare , прижимает головку бедренной кости, caput femoris , к вертлужной впадине, acetabulum , и препятствует разобщению суставных поверхностей. В данной серии экспериментов мы поставили цель изучить, как может повлиять отсутствие вертлужной губы, labrum acetabulare , на функцию тазобедренного сустава, articulatio coxae , при наличии всех связок. Для реализации поставленной цели мы собрали механическую модель тазобедренного сустава человека без аналога вертлужной губы, но с аналогами всех наружных связок (аналог круговой зоны, аналог лобково-бедренной связки, аналог горизонтальной части подвздошно-бедренной связки, аналог вертикальной части подвздошно-бедренной связки, аналог седалищно-бедренной связки) и аналогом связки головки бедренной кости, проксимал...

Моделирование движений в горизонтальной плоскости

  Моделирование движений в горизонтальной плоскости На механической модели тазобедренного сустава человека с аналогом связки головки бедренной кости мы зарегистрировали эффект автоотведения . Он проявлялся увеличением отведения в шарнире модели при воспроизведении вращательных движений в горизонтальной плоскости. В крайнем положении пронации и супинации грузовой кронштейн тазовой части модели, противоположный шарниру, приподнимался над основанием, а в шарнире модели возникало соотношение, характерное для отведения в реальном суставе. Установлено, что эффект автоотведения был обусловлен натяжением аналога связки головки бедренной кости. Он одновременно ограничивал приведение и вращательные движения в горизонтальной плоскости. Смещение проксимальной области крепления аналога связки головки бедренной кости вперед или назад от фронтальной плоскости приводило к его перемещению вверх, что уменьшало угол максимально возможного приведения. Максимальное приведение наблюдалось в положении с ...