Эксперименты на упрощенной модели тазобедренного сустава

 

Эксперименты на упрощенной модели тазобедренного сустава  

На плоскостной модели тазобедренного сустава нами выяснено, что при натяжении связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, нижние поверхности суставных поверхностей прижимаются друг к другу. С целью проверки этого эффекта мы воспроизвели подобный эксперимент на упрощенной механической модели тазобедренного сустава. Для этого тазовая часть модели была заменена упрощенным аналогом – металлической пластиной с отверстиями. К одному из отверстий, ближе к латеральному концу пластины, прикреплялся аналог связки головки бедренной кости из капронового шнура. Другой его конец присоединялся с головкой бедренной части модели (Рис. 1). 

Рис. 1. Упрощенная механическая модель тазобедренного сустава с аналогом связки головки бедренной кости; тазовую часть модели имитирует пластина (вид спереди). 

Металлическая пластина, явившаяся упрощенной тазовой частью модели, будучи подвешенная на аналоге связки головки бедренной кости, в исходном положении свободно свисала. При этом аналог связки головки бедренной кости принимал положение, близкое к вертикальному под действием веса упрощенной тазовой части модели. В области прикрепления к головке бедренной части модели аналог связки головки бедренной кости огибал головку, что обуславливало его изгиб во фронтальной плоскости. Означенное визуализировало прижатие связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, к головке бедренной кости, capitis femoris, что возможно в реальном тазобедренном суставе, articulatio coxae. При подобном отклонении связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, от вертикали возникает направленная латерально горизонтальная составляющая результирующей силы, которая прижимает суставные поверхности друг к другу. Это нами наблюдалось на тотальной трехмерной механической модели тазобедренного сустава и генерировало эффект автолатерализации.

Короткое плечо пластины располагалось под головкой бедренной части модели. Затем к медиальному (длинному) плечу пластины подвешивалась нагрузка массой 1 кг (Рис. 2). 

Рис. 2. Упрощенная механическая модель тазобедренного сустава с аналогом связки головки бедренной кости; тазовую часть модели имитирует пластина, к которой подвешена нагрузка массой 1 кг (вид спереди). 

Латеральный конец пластины прижимался к нижнему сектору головки бедренной части модели. Упрощенная тазовая часть модели, находилась в покое, несмотря на действующую нагрузку. Положение равновесия упрощенной тазовой части модели было аналогично условию равновесия рычага третьего рода. В описанном эксперименте мы воспроизвели ненапряженную одноопорную ортостатическую позу и конец одноопорного периода шага, смоделировав отсутствие напряжения отводящей группы мышц (Архипов С.В., 2008). Упрощение тазовой части позволило непосредственно наблюдать натяжение аналога связки головки бедренной кости и взаимодействие нижних секторов суставных поверхностей. Величину усилия, прижимающего нижний сектор вертлужной впадины к нижнему сектору головки бедренной кости мы в общем виде уточнили в эксперименте на упрощенной рычажной модели тазобедренного сустава.

Смотри также:

Эксперименты на упрощенной рычажной модели тазобедренного сустава

Механическая модель тазобедренного сустава

Моделирование взаимодействия суставных поверхностей 

Моделирование функции синовиальной жидкости 

Моделирование функции вертлужной губы  

Моделирование функции внесуставных связок 

Механическая модель с аналогом связки головки бедренной кости

Моделирование движений с аналогом связки головки бедренной кости

Моделирование крепления у края ямки вертлужной впадины

Моделирование крепления в вырезке вертлужной впадины

Моделирование крепления на периферии вертлужной впадины

Анализ изменения проксимальной области крепления 

Моделирование взаимодействия связок тазобедренного сустава

Моделирование функции комплекса наружных связок

Моделирование функции отводящей группы мышц

Моделирование взаимодействия наружных связок и отводящей группы мышц

Моделирование взаимодействия короткой LCF и отводящей группы мышц

Моделирование взаимодействия LCF нормальной длины и отводящей группы мышц

Моделирование взаимодействия удлиненной LCF и отводящей группы мышц

Моделирование взаимодействия патологически удлиненной LCF и отводящей группы мышц

                                                                     

Критика

Описанная конструкция модели имитировала нативный тазобедренный сустав и содержала аналог ligamentum capitis femoris (LCF). При этом таз воспроизводился в исключительно упрощенном виде. Нами воспроизводилось действие веса тела приблизительно также, как в одноопорном ортостатическом положении. Конструкция позволяла подвешивать нагрузку исключительно во фронтальной плоскости. Причем нагрузка прикладывалась к точке, лежащей ниже центра шарнира, что не соответствует реальному положению общего центра масс тела. Кроме этого, действие отводящей группы мышц не моделировалось. Указанное, прежде всего, является патологическим явлением и может наблюдаться в случае гемиплегии. Мы полагаем, что в норме отводящая группа мышц постоянно контролирует натяжение LCF. Ее усилие существенно уменьшается лишь в конце одноопорного периода шага.

Примечания

Впервые эксперименты на механической модели тазобедренного сустава с аналогом связки головки бедренной кости нами описаны в книге «Рассуждение о морфомеханике» в разделах: 4.6.12 Трехмерная модель,  5.4.7 Моделирование одноопорного ортостатического положения. Дополненную версию представленного выше экспериментального материала мы опубликовали в одиннадцатой главе второго тома монографии с юмором названой «Биомеханика пингвинов» [academia.edu]. Данная работа написана для личного использования и узкого круга лиц. В книге собраны, систематизированы и проанализированы результаты 25-ти лет изучения ligamentum capitis femoris и смежных тем. Расшифровку цитированных источников смотри в Списке литературы.

Первоисточник

Архипов СВ. Биомеханика пингвинов: заметки к вопросу о причинах ковыляющей походки и перспективах ее ремоделирования во имя обретения грациозности, сочиненные врачом, к.м.н. Сергеем Васильевичем Архиповым, в бытность им с 1992-го по 2017-й год хирургом и травматологом-ортопедом, по вдохновению в 1991-ом году его сестрою Еленой Васильевной, со светлой любовью к ней и благодарностью! Манускрипт в 5 томах. Т. 2. Главы 7-11. Напечатано Автором во граде Королев при попечении его супруги Людмилы Николаевны, ММXVIII A.D. [2018], bonum factum! [на благо и счастье], 452 с. [academia.edu]

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, функция, эффект, эксперимент, упрощенная модель

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ