К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА     17 .11.2025 2025 ChenJH _ AcklandD .   Авторы в эксперименте доказали роль  LCF  в разгрузке верхнего сектора вертлужной впадины и головки бедра.  2025 SrinivasanS _ SakthivelS . Перевод статьи, посвященной морфологии LCF у населения Индии.   2024 GillHS . Для уточнения роли LCF автор рекомендует сочетание экспериментальных исследований с компьютерным моделированием.   16 .11.2025 АрхиповСВ. К вопросу о прочности LCF .  2024StetzelbergerVM_TannastM.     Авторы обнаружили низкую прочность LCF при фемороацетабулярном импинджменте .  1996 ChenHH _ LeeMC . Авторы исследуют прочность LCF при аваскулярном некрозе и переломе шейки бедренной кости.  2025 ChenJH _ AcklandD . Авторы в эксперименте доказали роль LCF  в разгрузке верхнего сектора вертлужной впадины и головки бедра. 15 .11.2025 2002МалаховОА_КосоваИА.   Авторами показано, что двойное контрастирование тазо...

Рассуждение о морфомеханике. 5.7.10 Нагрузка на тазобедренный сустав


5.7.10 Нагрузка на тазобедренный сустав

Учитывая то, что процесс ходьбы периодический, знакопеременный характер имеют и действующие на тело человека силы. Столь же периодически возникают в элементах ОДС вполне определенные потоки внутренних сил.

Кинематика ходьбы была подробно изучена O.Fischer (1889; 1899). Данный автор двойной шаг разделил на 31 позицию, где одноопорное положение для правой нижней конечности продолжается с 12 по 22 позицию. В 12-ой позиции пятка соприкасается с поверхностью опоры. При этом результирующая сила воздействует на ГБК в направлении сзади-кнаружи-вниз под углом 30° в сагиттальной плоскости, 16 позиция – среднее положение, здесь результирующая сила лежит во фронтальной плоскости и направлена кнаружи-вниз под углом 16°. В 22-ой позиции пальцы опорной ноги отталкиваются от плоскости опоры. Результирующая сила в данном положении направлена назад-кнаружи-вниз и лежит под углом 20° в сагиттальной плоскости. Отношение сил, удерживающих таз в равновесии в 16-ой позиции составляет приблизительно 1:2,75 (4 см плечо отводящих мышц, 10.99 плечо веса тела). К отводящим мышцам относятся средняя и малая ягодичные, грушевидная, мышца, напрягающая широкую фасцию бедра, прямая мышца бедра и портняжная мышца. В любой из позиций одноопорного положения результирующая сила действует на верхний сектор ГБК. Результирующая сил может быть разложена на два компонента вертикальный и горизонтальный. Большой шаг увеличивает горизонтальную силу и уменьшает вертикальную силу, с другой стороны, в коротком шаге уменьшается горизонтальная сила и увеличивается вертикальная (Рис.5.81) (Bombelli R., 1976).

Замечено, что в субхондральном отделе ГБК костные балки толще, чем в средней части. Согласно данным F.Pauwels нагрузка, действующая на верхнюю часть ГБК, обусловлена силой сжатия. Нагруженным оказывается сферический сектор ГБК положение, которого изменяется в зависимости от фазы шага. Величина сферического сектора находится в пределах 56-90°. Размеры сектора зависят от ширины полулунной поверхности крыши ВВ. Указанная нагрузка и обусловливает ориентацию костных пластинок проксимальном отделе бедра. Расчеты показывают, что напряжение в ГБК возрастают при уменьшении угла, а значит и площади сферического сектора. В центре сферического сектора присутствуют силы сжатия, по периферии, в экваториальной зоне ГБК срезающие силы. Действующие динамические силы, изменяющие свою ориентацию в различные фазы шага, формируют вогнутость суставной поверхности ВВ и трабекулярную систему ГБК - трабекулы растяжения и сжатия (Рис.5.82) (Bombelli R., 1993).

В процессе ходьбы на ГБК действуют статические и динамические силы, а также силы действующих мышц. Это обусловливает значительно большую нагрузку на ГБК чем в положении покоя. В одноопорном периоде шага нагрузка, действующая на ГБК с медиальной стороны, обусловлена силой тяжести, приложенной к ОЦМ и уравновешивающей ее силой, развиваемой отводящими мышцами. Сумма данных сил и определяет напряжение в ГБК. Масса тела в одноопорном периоде шага постоянна и равна массе тела за вычетом массы опорной нижней конечности. Величина плеча силы тяжести в различные периоды шага меняется (Рис.5.83). В середине одноопорного периода длина ее плеча во фронтальной плоскости составляет 10.99 см (16-ая фаза), в конце 11.06 см (31-ая фаза). Противодействуют силе тяжести отводящие мышцы. Выделяют две их группы 1) пельвиотрохантерная: средняя, малая ягодичные и грушевидная мышца, 2) спинокруральная: мышца, напрягающая широкой фасции бедра, прямая мышца бедра и портняжная. Расчеты показывают, что в одноопорный период шага на ГБК опорной нижней конечности действует сила равная утроенной массе тела. С учетом динамических сил, возникающих при ходьбе, сила, воздействующая на ГБК, возрастает до величины равной прочти 4.5 массы тела. Силы, возникающие при ходьбе, стремятся повернуть таз в неопорную сторону, им противодействуют отводящие мышцы. При этом таз прижимается к ГБК за счет появляющейся горизонтальной силы. Своего максимума она достигает в 12 фазе и составляет приблизительно четвертую часть массы тела. С учетом динамического компонента горизонтальная сила достигает 43 кг при массе тела 58.7 кг (Pauwels F., 1965). 

Рис.5.81. Направление нагрузки на тазобедренный сустав в разные фазы шага.

Согласно N.Rydell (1966), F.Burny, R.Bourgois (1972) при ходьбе по ровной поверхности нагрузка на ГБК составляет 2.0Р, подъем по наклонной поверхности 2.5Р, а при быстрой ходьбе 4.5Р. По J.Paul «…точка приложения общей равнодействующей перемещается по поверхности головки бедренной кости и во время опоры нагрузка достигает величины свыше 400 кгс». Согласно литературным данным напряжения на поверхности ГБК при ходьбе 0.065–0.6 кгс/мм2 (Янсон Х.А., 1975).

«Общеизвестно, что силы, воздействующие на головку бедренной кости при ходьбе, в 2-3 раза превышают вес тела. Их величина зависит от скорости передвижения, массы тела, положения таза, туловища, конечностей» (Корнилов Н.В. и соавт., 1997).

По данным В.С.Шаргородского, Д.И.Кресного (1989) в одноопорном периоде шага равнодействующая сил приложенных к ТБС, пересекала сферу ГБК медиальнее срединно-сагиттальной плоскости, образуя с ней угол 29±2.7° и кзади фронтальной составляя с ней угол 9.0±1.0°.

Результирующая сил, действующих на ГБК, имеет два основных пика, соответствующих периодам перехода опоры с одной ноги на другую. Первый пик в момент касания пяткой опорной поверхности. Второй в момент отрыва мыска от опоры. При этом максимальная результирующая сила находится в пределах 3-4 кратного увеличения массы тела (Вильямс Д.Ф., Роуф Р., 1978).

При ходьбе перемещения центра нагрузки на ГБК наиболее выражены в сагиттальной плоскости и меньше во фронтальной. Нагрузка на ГБК передается через сферический конус, который описывается перемещением точки нагрузки (Диваков М.Г., 1990). 

Рис.5.82. Направление нагрузки на головку бедренной кости в разные фазы шага.

Равномерному распределению нагрузки на ГБК способствует синовия. «В момент шага, сопровождающегося сгибанием в тазобедренном суставе, возникает отрицательное давление, за счет которого происходит всасывание синовиальной жидкости в щелевидные промежутки, а также ее распределение на наиболее нагружаемые участки в верхне-заднем сегменте головки бедра. Последующий перенос тяжести тела на головку бедра передается уже через слой жидкости. Обладая несжимаемостью, жидкость распределяет нагрузку равномерно на всю поверхность сустава и тем самым предупреждает концентрацию давления на отдельном участке» (Рис.3.51, 3.60) (Неверов В.А., Шильников В.А., 1991). 

Рис.5.83. Изменение плеча силы тяжести в разные фазы шага.  

F.Pauwels, как известно, изучал нагрузку на ТБС действующую во фронтальной плоскости. Расчеты же величины нагрузки на ГБК в горизонтальной плоскости, при ходьбе, в период опоры на одну ногу, показали, что эта величина удваивается. Определение усилий в области ТБС при ходьбе в третьей плоскости позволяет существенно уточнить данные, полученные ранее F.Pauwels (Maquet P., Vu Anh Tuan, 1981). Вместе с тем данная задача еще далека от своего окончательного разрешения.


                                                                     

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 femorisligamentum teres, связка головки бедра, анатомия, морфомеханика, биомеханика

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Биомеханика и морфомеханика

Популярные статьи

Каталог тестов патологии LCF

   каталог тестов патологии ligamentum capitis femoris Архипов С.В.     Содержание [i]   Резюме [ii]   Введение [iii]   Тестирование в положении лежа [iv]   Тестирование в положении стоя [v]   Изучение походки [vi]   Список литературы [vii]   Приложение [i]   Резюме Представлено описание тестов для выявления и дифференциальной диагностики патологии ligamentum capitis femoris ( LCF ). [ii]   Введение Одна из первых работ посвященная диагностике травмы LCF, показала многообразие симптомов: боль в паху, ригидность тазобедренного сустава, иногда длительно существующие минимальные клинические данные или же признаки такие же как при остеоартрите (1997GrayA_VillarRN). По прошествии более десятилетия исследователи констатировали: «к сожалению, не существует специального теста для обнаружения разрывов LCF», известные на то время признаки являлись неспецифичны и наблюдались также при другой внутрисуставной патологии тазобедренн...

К вопросу о прочности LCF

  К  вопросу о прочности   ligamentum   capitis   femoris Архипов С.В.     Содержание [i]   Аннотация [ii]   О прочности LCF [iii]   Список литературы [iv]   Приложение [i]   Аннотация Наше мнение по поводу низкой прочности  ligamentum   capitis   femoris  ( LCF ), согласно исследованию  Stetzelberger   V . M . и соавт. (2024). [ii]   О прочности LCF Статья  Stetzelberger   V . M . и соавт . « Насколько прочна круглая связка бедра? Биомеханический анализ»  (2024), примечательна строгой методологией и глубиной изучения литературы. В полученных авторами результатах наше внимание привлекла низкая  предельная нагрузка до разрушения 126±92 Н у  LCF   ( 2024StetzelbergerVM_TannastM ).  Усредненно это эквивалентно 13 кг. При определении прочности LCF, полученной у группы лиц неустановленного возраста с переломом шейки бедренной кости, другая команда исследователей о...

Кто и когда впервые описал повреждение LCF? Часть 1

  Кто и когда впервые описал повреждение   ligamentum capitis femoris?  Часть 1. Архипов С.В.   Содержание Часть 1 [i]   Аннотация [ii]   Введение [iii]   Доисторический период Часть 2 [iv]   Исторический период [v]   Вмешательства в текст Часть 3 [vi]   Египетский врач Часть 4 [vii]   Азиатский прорицатель [viii]   Хронологическая таблица Часть 5 [ix]   Заключение [x]   Список литературы [xi]   Приложение [i]   Аннотация Книга «Берешит», в переводе именуемая «Бытие», является одним из древнейших художественных текстов. Кроме тенденциозно трансформированных легенд и вымысла, она содержит важные медицинские и естественнонаучные факты. Произведение написано на севере Египта вскоре после минойского извержения, вероятно в конце 17-го века до современной эры. Над протографом работал азиатский прорицатель, ставший чиновником и египетский врач-энциклопедист. Последний впервые в истории описывает механизм повреждени...

Кто и когда впервые описал повреждение LCF? Часть 5

  Кто и когда впервые описал повреждение   ligamentum capitis femoris?  Часть 5. Архипов С.В.     Содержание Часть 1 [i]   Аннотация [ii]   Введение [iii]   Доисторический период Часть 2 [iv]   Исторический период [v]   Вмешательства в текст Часть 3 [vi]   Египетский врач Часть 4 [vii]   Азиатский прорицатель [viii]   Хронологическая таблица Часть 5 [ix]   Заключение [x]   Список литературы [xi]   Приложение [i]   Аннотация Книга «Берешит», в переводе именуемая «Бытие», является одним из древнейших художественных текстов. Кроме тенденциозно трансформированных легенд и вымысла, она содержит важные медицинские и естественнонаучные факты. Произведение написано на севере Египта вскоре после минойского извержения, вероятно в конце 17-го века до современной эры. Над протографом работал азиатский прорицатель, ставший чиновником и египетский врач-энциклопедист. Последний впервые в истории описывает механизм пов...

1996ChenHH_LeeMC

     Аннотация статьи Chen HH, Li AF, Li KC, Wu JJ, Chen TS, Lee MC. Adaptations of ligamentum teres in ischemic necrosis of human femoral head (Адаптация круглой связки при ишемическом некрозе головки бедренной кости человека, 1996). Авторы исследуют прочность ligamentum capitis femoris (LCF) при аваскулярном некрозе и переломе шейки бедр енной кости. Оригинал на английском языке доступен по ссылке: 1996ChenHH_LeeMC . Аннотация О биомеханических свойствах круглой связки человека известно немного. Для более полного изучения круглой связки были измерены её размеры и механические свойства в 22 случаях острого перелома шейки бедренной кости и в 21 случае ишемического некроза головки бедренной кости. Образцы сначала были предварительно подготовлены, а затем нагружены до разрушения на испытательной машине с высокой скоростью деформации 100% с(-1). Группа с ишемическим некрозом имела значительно больший объём (3,09 ± 1,81 мл против 1,30 ± 0,62 мл) и площадь поперечного сечения ...