Рассуждение о морфомеханике. 5.4.14 Еще раз об архитектонике области тазобедренного сустава

 

5.4.14 Еще раз об архитектонике области тазобедренного сустава

Нами уже неоднократно отмечалось наличие связи между потоками внутренних сил, существующих в тканях и их строением. Эту же зависимость можно наблюдать по отношению к строению суставных костей образующих ТБС. Изучая их архитектонику, можно обнаружить подтверждения наших представлений как о функции СГБ, так и о влиянии напряжений на строение элементов живой системы. Внутреннее строение проксимального конца бедренной кости является наглядной иллюстрацией влияния на костную ткань внешних сил.

Выше было показано, что в ортостатическом одноопорном положении благодаря присутствию СГБ, нагруженной оказывается в основном нижние сектора ГБК и ВВ. По мнению же В.А.Неверова, В.А.Шильникова (1991) и других исследователей, наиболее нагруженными являются верхние отделы сустава. Отмечаются и ряд других несоответствий. Так А.М.Соколовский, А.С.Крюк (1993) отмечали, что строение проксимального отдела бедренной кости, почти вся ткань, которой испытывает не сгибание, а сжатие, не соответствует теории о приспособлении шейки к действию сгибающей силы.

Архитектоника проксимального конца бедренной кости была изучена на серии рентгенограмм ТБС, выполненных в переднезадней проекции. На большинстве из них четко выявлялись все три системы костных балок. Сопоставляя направления потоков внутренних сил, возникающих в проксимальном конце бедра и таза в положении стоя на одной ноге, можно обнаружить их совпадение с ориентацией трабекул костей (Рис.5.58).

В ГБК можно выделить три системы костных балок. Прежде всего, это часть первой системы трабекул проксимального конца бедра. Она следует от дуги Адамса вверх и внутрь, заканчиваясь веерообразно в верхневнутреннем отделе ГБК. Вторая система трабекул следует от нижневнутреннего сектора ГБК по дуге, пересекает в центре ГБК первую систему костных балок и переходит в дугообразный пучок костных балок верхнего отдела ШБК. Трабекулы третьей системы ГБК, это мелкие костные балки перпендикулярные суставной поверхности. Они располагаются вблизи от суставной поверхности кнаружи и медиальнее от перечисленных выше двух систем. Данные трабекулы есть не что иное, как отражение равномерного сжатия ГБК. Они своего рода материализация векторов нормальных напряжений всегда перпендикулярных нагруженной сферической поверхности.

С нашей точки зрения первая система костных балок ГБК есть материализация мощного вертикального потока внутренних сил, возникающего при давлении верхнего сектора ВВ на верхний сектор ГБК. Сила, действующая на ГБК сверху - вниз максимальна в двухопорном ортостатическом положении, а также в одноопорном ортостатическом положении без наклона таза в неопорную сторону и замыкания ТБС посредством СГБ.

Изучение рентгенограмм ТБС выполненных с максимальным приведением бедра в ТБС обнаруживает совпадение хода трабекул первой системы с трабекулами верхнего сектора ВВ. Создается ощущение, что трабекулы первой системы, неким образом миновав суставную щель, входят в костное вещество ВВ. Трабекулы ее верхнего сектора также можно рассматривать как материализацию векторов нормальных напряжений действующих в верхнем секторе ВВ. Рассматриваемые трабекулы представляют собой единый поток внутренних сил, следующий из бедра в таз, который оказался пересеченным суставной щелью.

В третьей главе, мы подробно остановились на архитектонике проксимального конца бедренной кости. Там нами было обращено внимание на отсутствие внятных объяснений их происхождения в современной научной литературе. В частности, остается необъяснимым существование костных балок в нижневнутреннем секторе ГБК. Неоднозначно также трактуется функция каждой из систем трабекул, и испытываема ими нагрузка.

В отношении первой системы трабекул разногласий практически не отмечается. Ее происхождению авторы уделяют, как правило, много внимания и успешно объясняют ее генез. Касательно значения и генезиса второй системы в текстах отмечается много неопределенностей. Считается, что второй ансамбль костных пластинок проксимального конца бедренной кости противостоит растягиванию и разрыву верхнего отдела ШБК (Ревенко Т.А.,1968). Согласно же мнению З.М.Мителевой и соавт. (1984), по медиальной стороне ШБК всегда существуют сжимающие напряжения, а по латеральной стороне имеются как сжимающие, так и растягивающие. При этом губчатая часть ГБК и ШБК мало участвует в передаче нагрузки.  

Рис.5.58. Схематичное изображение области тазобедренного сустава при одноопорном ортостатическом положении. Дугообразной стрелкой показано вращение таза во фронтальной плоскости относительно центра тазобедренного сустава под действием силы тяжести (Р), приложенной к ОЦМ, чему противодействует сила реакции (F) связки головки бедра. В означенной ситуации таз опирается на нижний сектор головки бедренной кости. Наблюдается совпадение хода трабекул первой системы (I) проксимального конца бедренной кости с трабекулами верхнего сектора вертлужной впадины, а так направления хода трабекул второй системы (II) с трабекулами верхней ветви лобковой кости (М – медиальная часть трабекул второй системы, L – латеральная часть трабекул второй системы). Натягиваемый подвздошно-большеберцовый тракт (tit) воздействует на проксимальный конец бедренной кости с силой ориентация, которой совпадает с третьей системой трабекул (III). Направление хода трабекул четвертой системы (IV) совпадает с направлением действия средней ягодичной мышцы (mgm) и латеральной головки четырехглавой мышцы бедра (mvl).

Мнение о том, что вторая система трабекул проксимального конца испытывает растягивающее усилие – доминирует в специальной литературе. Действительно, представляя проксимальный отдел бедра в виде асимметрично нагруженного кронштейна, можно согласиться с данной точкой зрения. Если нагрузка действует на ГБК сверху, то латеральную часть дуги трабекул второй системы справедливо рассматривать как пучок костных балок, изогнутых под влиянием силы тяжести.

На качественных переднезадних рентгенограммах ТБС, особенно у лиц среднего и молодого возраста, выявляется не только латеральная часть трабекул второй системы, но и ее медиальная часть, располагающаяся медиальнее от центра ГБК (Рис.3.70, 3.81, 3.82). Медиальная часть трабекул второй системы следует от центра ГБК по дуге вниз, занимая нижневнутренний ее сектор. Изучение аксиальных рентгенограмм ТБС, а именно проксимального отдела бедра позволяет выявить отклонения медиальной части пучка трабекул второй системы кпереди (Рис.5.57). Исходя из современных представлений об условиях нагрузки проксимального конца бедренной кости, невозможно объяснить ни само наличие медиальной части второй системы трабекул, ни его отклонение вниз – внутрь и отчасти вперед.

Анализируя условия замыкания ТБС в одноопорном ортостатическом положении, мы показали, что наиболее нагруженным являются нижние сектора ГБК и ВВ. Это происходит исключительно благодаря наличию СГБ, которая при своем натяжении, преобразует ТБС в подобие рычага второго рода. Сила тяжести, приложенная к ОЦМ стремиться вызвать сгибание тазовой кости в КПС. Сила же реакции СГБ, задействованной в одноопорном ортостатическом положении, наоборот пытается вызвать разгибание тазовой кости. Соответственно ось вертлужного канала, а значит и ВВВ, приобретает направление близкое к отвесному (Рис.5.56). Кроме этого, в одноопорном ортостатическом положении наблюдается поворот тазовой кости кнаружи в опорную сторону и ШБК кпереди. Отсюда нагруженным оказывается не только нижний сектор полулунной поверхности, но и передняя часть полулунной поверхности, располагающаяся кпереди от ВВВ. Прижатие ГБК к полулунной поверхности обуславливает появление двух сил реакции. Одна из которых направлена снизу – вверх, изнутри – кнаружи и лежит в приблизительно во фронтальной плоскости, а другая имеет направление снизу – вверх, изнутри - кнаружи, спереди – назад. Данные силы порождают в сочленяющихся костях два, им сонаправленных, потока внутренних сил, соединяющихся в центральной части ГБК. Своего рода материализацией этих потоков внутренних сил и является часть второй системы трабекул располагающаяся в медиальном отделе ГБК. Костные балки этой системы находятся в точном соответствии с расчетными векторами нормальных напряжений. Данные наблюдения еще раз доказывают, что нижние отделы ТБС являются опорными. Здесь однозначно можно утверждать, что медиальная часть второй системы трабекул проксимального конца бедренной кости — это следствие действия сил сжатия, а не растяжения как представлялось до сих пор.

При изучении рентгенограмм ТБС, выполненных при приведении бедра, отмечается совпадение хода трабекул медиального отдела второй системы и трабекул тела и верхней ветви лобковой кости, ориентированных параллельно длинной оси последней. Как и в случае с первой системой, трабекулы второй системы проксимального конца как бы продолжаются в тазовой кости, прерываясь суставной щелью ТБС. В двухопорном ортостатическом положении прежде нагружен верхний сектор ВВ, а значит подвздошная кость. Приведение бедра и наклон таза в неопорную сторону, наблюдающиеся в одноопорном ортостатическом положении обуславливает нагрузку лобковой и седалищной кости. В этой позе один поток внутренних сил из ГБК продолжается в тело и ветвь седалищной кости, а другой входит в тело и верхнюю ветвь лобковой. Думается, что само существование означенных костей есть прямое следствие нагрузки нижних секторов ВВ. Рассматриваемые потоки внутренних сил материализуются в области таза костным веществом, организуют его внутреннее строение.

Все это, с одной стороны, доказывает функцию СГБ как элемента замыкающего ТБС во фронтальной плоскости, так и наличие влияния потоков внутренних сил на строение костной ткани. На рентгенограммах, выполненных при приведении бедра, можно получить наглядное представление о направлении потоков внутренних сил в одноопорном ортостатическом положении. Таким образом, в одноопорной позе, поток внутренних сил следует от верхней ветви лобковой кости через ее тело, минует суставную щель, входит в передненижний сектор ГБК, поднимается через ее центр и, как бы отражаясь от верхнего кортикального слоя ШБК, плавно отклоняется вниз и кнаружи.

Одним из косвенных подтверждений сжатия именно нижних секторов ГБК и ВВ в одноопорном ортостатическом положении может являться и ширина суставной щели. На переднезадних рентгенограммах ТБС можно отметить, что рентгенологическая суставная щель в нижнем секторе, обычно более чем на 1 мм уже, чем в верхнем секторе. Сужение суставной щели мы связываем с большей нагрузкой, приходящейся именно на нижние сектора гиалиновых оболочек ТБС. Измерения толщины гиалиновых оболочек ГБК и полулунной поверхности, выполненные нами, подтверждают рентгенологические наблюдения.

Третья система трабекул проксимального конца бедра представляется материализацией потока внутренних сил, порожденного давлением на большой вертел подвздошно-большеберцового тракта (Рис.3.87). В одноопорном ортостатическом положении сила его давления даже несколько больше чем в двухопорном. Это связано с активностью отводящих мышц, которые контролируют напряжения в СГБ. Большее усилие развивает и подвздошно-поясничная мышца, приводящая и вращающая бедро кнаружи. Она, как нам думается, также привносит свой вклад в увеличении напряжений в области внутреннего участка третьей системы трабекул. Вместе с тем данная мышц играет роль активной растяжки для ШБК. Ее тяга, до некоторой степени, уменьшает сгибающие ШБК усилия.

Так называемая четвертая система трабекул, располагающаяся в большом вертеле, однозначно следствие растягивающих усилий. Вертел, как известно, растягивается в двух направлениях, вверх и медиально тянут прикрепляющиеся к нему средняя и малая ягодичные мышцы, а вниз латеральная головка четырехглавой мышцы бедра. Это наблюдение свидетельствует, что не только сжатие обуславливает появление трабекул параллельных потокам внутренних сил, но и растяжение костного вещества (Рис.3.88). Аналогичные выводы можно сделать, изучив потоки внутренних сил, возникающие в надколеннике (Рис.2.42).

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

                                                                     

Автор:

Архипов С.В. – С.В. Архипов-Балтийский является псевдонимом, который использовался до начала 2006 года с целью более точной дифференцировки на научном поле.

Цитирование:

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. [aleph.rsl.ru]

Примечания:

Первая крупная публикация автора, посвященная морфомеханике живых систем, биомеханике пояса нижних конечностей и связки головки бедра, ligamentum capitis femoris (LCF).

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика