Плоскостная модель правой половины таза человека

Плоскостная модель правой половины таза человека

С целью визуализации перемещения связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, и ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris при движениях в тазобедренном суставе, articulatio coxae, мы изготовили плоскостную модель правой половины таза, pelvis, человека. Прототипом стало реалистичное изображение правой половины таза, pelvis, человека (Рис. 1). 

Рис. 1. Изображение правой половины таза, ставшее прототипом плоскостной модели правой половины таза человека.

Приняв во внимание прототип, на жестком картоне нарисованы контуры правой тазовой кости, os coxae, и правой половины крестца, os sacrum, в виде спереди. Правая вертлужная впадина, acetabulum, схематично изображена в сечении фронтальной плоскостью. Полученный рисунок вырезан по контуру (Рис. 2).

Рис. 2. Картонная заготовка плоскостной модели правой половины таза человека.

 

Радиус внутреннего контура изображения вертлужной впадины заготовки плоскостной модели правой половины таза человека равнялся радиусу сферической головки бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека. Отступ, сделанный в верхней части контура изображения вертлужной впадины, по нашей мысли, имитировал хрящ полулунной поверхности, facies lunata, вертлужной впадины, acetabulum, в поперечном сечении.

Затем в верхней части внутреннего контура изображения вертлужной впадины прикреплена выполненная из картона опорная площадка, имеющая вид сегмента кольца (Рис. 3).

Рис. 3. Плоскостная модель правой половины таза человека; стрелкой указана опорная площадка модели.

  

Для того чтобы плоскостная модель правой половины таза человека удерживалась на сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава, на опорной площадке помещалась небольшая пластина из липкой массы (пластилин для детского творчества).

Плоскостная модель правой половины таза человека размещалась на сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека с аналогом связки головки бедренной кости. К его проксимальному концу присоединялся груз 15 г, что заставляло гибкий элемент наклоняться вниз. Наличие на опорной площадке липкой массы обеспечивало плоскостной модели правой половины таза человека необходимую устойчивость на сферической головке.

Изначально плоскостная модель правой половины таза человека размещалась на сферической головке с наклоном в медиальную сторону во фронтальной плоскости. Означенное воспроизводило избыточное приведение в тазобедренном суставе, articulatio coxae (Рис. 4).

 

Рис. 4. Плоскостная модель правой половины таза человека, размещенная на сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека (имитация избыточного приведения в тазобедренном суставе); вверху – общий вид модели спереди, внизу – укрупненный вид на сферическую головку в означенной позиции, где стрелкой указано верхнее отверстие в сферической головке, в котором закреплен свободно свисающий под нагрузкой аналог связки головки бедренной кости.

 

Отмечено, что при воспроизведении избыточного приведения в тазобедренном суставе, articulatio coxae, верхнее отверстие в сферической головке (аналог ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris), в котором закреплялся аналог связки головки бедренной кости головки располагалось в пределах верхнего сектора изображения суставной поверхности вертлужной впадины модели. Здесь следует напомнить, что в сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека имелось два отверстия, одно выше другого. Они имитировали различную локализацию ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris, в нативном тазобедренном суставе, articulatio coxae. В обсуждаемых опытах мы использовали верхнее отверстие для фиксации аналога связки головки бедренной кости.

Экстраполируя наблюдение на реальный тазобедренный сустав, articulatio coxae, можно утверждать, что при избыточном наклоне таза, pelvis, вниз в медиальную сторону либо при запредельном приведении бедренной кости, os femur, дистальный конец связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, вступит в контакт с верхним внутренним краем полулунной поверхности, facies lunata, вертлужной впадины, acetabulum. Указанное может обусловить полное или частичное отсечение дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, от головки бедренной кости, caput femoris. Следствие застарелого частичного отсечения связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, от головки бедренной кости, caput femoris, нам представилось увидеть в реальности при морфологическом исследовании (Рис. 5).

Рис. 5. Вид на тазобедренный сустав человека с частичным извлечением из вертлужной впадины головки бедренной кости; стрелкой указан застарелое частичное повреждение дистального конца связки головки бедренной кости с неполным отрывом от ямки головки бедренной кости (наблюдение при морфологическом исследовании).

 

Повреждения дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, вблизи ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris, не редкое наблюдение при диагностической артроскопии тазобедренного сустава, articulatio coxae (Рис. 6).

Рис. 6. Кадр видеозаписи диагностической артроскопии тазобедренного сустава; в левой части изображения – головка бедренной кости, а инструмент указывает на область недавнего повреждения дистального конца связки головки бедренной кости в области ямки головки бедренной кости.

 

Рентгенологически косвенным указанием на частичный отрыв дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, от ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris, является захождение ее контура в границы верхнего сектора полулунной поверхности, facies lunata, вертлужной впадины, acetabulum. Вследствие указанного расширяется участок рентгеновской суставной щели в верхнемедиальном отделе тазобедренного сустава, articulatio coxae (Рис. 7).

 

Рис. 7. Рентгенограммы и скиаграммы тазобедренного сустава человека с различными изменениями ширины рентгеновской суставной щели в верхнем секторе сустава; вверху – рентгенограмма и скиаграмма с клиновидным расширением суставной щели в верхнемедиальном отделе (указано стрелкой); внизу – рентгенограмма и скиаграмма с расположением контура ямки головки бедренной кости в пределах верхнемедиального отдела контура полулунной поверхности вертлужной впадины (указано стрелкой).

Подобному повреждению дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, также может способствовать увеличение шеечно-диафизарного угла бедренной кости, os femur, при наклоне таза, pelvis, вниз в медиальную сторону в одноопорной ортостатической позе и при ходьбе в одноопорном периоде шага.

При изучении рентгенограмм тазобедренного сустава, articulatio coxae, выполненных в переднезадних проекциях, мы заметили, что в норме в момент приведения бедра, os femur, контур ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris, верхней стенки ямки вертлужной впадины, fossa acetabuli, и ее дна образует виртуальную линию, имеющую вид спирали. Указанный рентгенологический ориентир нами назван «спиралевидная линия» (Рис. 8).

Рис. 8. Фрагмент рентгенограммы тазобедренного сустава в переднезадней проекции (слева) и скиаграмма (справа) с прорисованной и обозначенной стрелкой спиралевидной линией.

Спиралевидная линия в верхней своей части пересекает рентгеновскую суставную щель тазобедренного сустава, articulatio coxae, и не имеет уступов. По нашему мнению, она характеризует нормальное соотношение в тазобедренном суставе, articulatio coxae, при максимальном приведении бедра (Архипов-Балтийский С.В., 2004; Архипов С.В., 2013).

Выше мы обсудили вероятность частичного повреждения дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, при движениях в тазобедренном суставе, articulatio coxae, во фронтальной плоскости. Аналогичная травма возможна и при движениях в горизонтальной плоскости. Косвенный признак частичного повреждения дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, нами выявлен при компьютерной томографии тазобедренного сустава, articulatio coxae (Рис. 9).

Рис. 9. Фрагмент горизонтального скана компьютерной томографии таза при переломе костей таза пациента; справа – гиперсупинация в левом тазобедренном суставе, ямка головки бедренной кости частично располагается в пределах переднего сектора вертлужной впадины (указана стрелкой); слева – нормальное расположение ямки головки правой бедренной кости (указана стрелкой).

  

На приведенном изображении левая бедренная кость, os femur, находится в положении избыточной супинации. При этом передняя часть ямки головки бедренной кости, fovea capitis femoris, заходит в пределы переднего отдела полулунной поверхности, facies lunata, вертлужной впадины, acetabulum. Указанное косвенно свидетельствует о как минимум частичном повреждении и ущемлении дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, в области внутреннего края переднего сектора полулунной поверхности, facies lunata. Данное наблюдение демонстрирует, что связка головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, может повреждаться при избыточной супинации в тазобедренном суставе, articulatio coxae. Это мы непосредственно наблюдали при моделировании движений бедра на муляже таза.

В рамках затронутой темы уместно рассказать о наблюдениях, сделанных в процессе опытов на динамической механической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью. Экспериментируя с удлиненным аналогом связки головки бедренной кости (более 25 мм), мы подметили, что при приведении, пронации и супинации его дистальный конец вступал в контакт с внутренними краями ямки фасонной выточки. В результате неоднократного воспроизведения максимального приведения, пронации и супинации аналог связки головки бедренной кости более повреждался. Данное явление нами неоднократно отмечалось, обуславливая непреднамеренное прекращение проводимого эксперимента (Рис. 10).

Рис. 10. Два поврежденных аналога связки головки бедренной кости; красной стрелкой указан поврежденный дистальный конец аналога связки головки бедренной кости, желтой стрелкой указана часть аналога связки головки бедренной кости, располагавшаяся в ямке фасонной выточки, зеленой стрелкой указана область контакта неповрежденного проксимального конца аналога связки головки бедренной кости с моделью вертлужной впадины.

Удлиненный аналог связки головки бедренной кости всегда повреждался в области своего дистального конца, соединяющегося со сферической головкой бедренной части модели. Вид концов аналога связки головки бедренной кости указывает на то, что в изученных нами случаях повреждение происходило постепенно. Вследствие неоднократного контакта внутреннего края ямки фасонной выточки дистальный конец аналога связки головки бедренной кости локально истирался и разрывался, когда прочность оставшихся металлических жил оказывалась недостаточной чтоб противодействовать нагрузке. В обсуждаемых случаях целостность аналога связки головки бедренной кости нарушалась с разобщением его концов внезапно, одномоментно. Как мы полагаем, истонченный аналог связки головки бедренной кости отсекался верхним внутренним краем ямки фасонной выточки, как гильотиной. Проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости, контактировавший с моделью вертлужной впадины, имел лишь незначительные поверхностные повреждения от внешнего давления. В средней части аналога связки головки бедренной кости, располагавшейся в ямке фасонной выточки и непосредственно не контактирующая с моделью вертлужной впадины и сферической головкой, отсутствовали даже поверхностные дефекты полимерного покрытия.

В экспериментах на комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека определен предельный наклон плоскостная модели правой половины таза человека в медиальную сторону во фронтальной плоскости (Рис. 11).

Рис. 11. Плоскостная модель правой половины таза человека, размещенная на сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека (воспроизведено предельно допустимое приведение в тазобедренном суставе); вверху – общий вид модели спереди, внизу – укрупненный вид на сферическую головку модели в означенной позиции.

При воспроизведении максимального приведения в тазобедренном суставе, articulatio coxae, дистальный конец аналога связки головки бедренной кости располагался около верхнемедиального края контура ямки вертлужной впадины. В указанной позиции вероятность повреждения дистального конца реальной связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, о внутренний край полулунной поверхности, facies lunata, исключается.

Далее плоскостная модель правой тазовой кости человека размещалась на сферической головке с наклоном в латеральную сторону во фронтальной плоскости, что имитировало отведение в тазобедренном суставе, articulatio coxae (Рис. 12).

Рис. 12. Плоскостная модель правой половины таза человека, размещенная на сферической головке бедренной части комбинированной механической модели тазобедренного сустава человека (воспроизведено отведение в тазобедренном суставе); вверху – общий вид модели спереди, внизу – укрупненный вид сферической головки в данной позиции, верхнее отверстие, в котором закреплен свободно свисающий под нагрузкой аналог связки головки бедренной кости, располагается в пределах контура ямки вертлужной впадины.

 

При имитации отведения в тазобедренном суставе, articulatio coxae, дистальный конец аналога связки головки бедренной кости головки локализовался в пределах контура ямки вертлужной впадины. Экстраполируя означенное наблюдение на реальный тазобедренный сустав, articulatio coxae, можно утверждать, что при отведении в нем, а также наклоне таза, pelvis, вверх в латеральную сторону вероятность повреждения дистального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, о внутренний край полулунной поверхности, facies lunata, вертлужной впадины, acetabulum, невозможно.

Смотри также:

Бедренная часть комбинированной модели тазобедренного сустава 

                                                                     

Критика

Главным недочетом описанных ранее конструкций, по нашему мнению, являлась недостаточная упругость аналогов связок. В описанной конструкции мы использовали гибкий элемент - аналог LCF, выполненный из металла и усоврешенствовали способ его крепления. В норме LCF присоединяется к вертлужной впадине в нескольких точках, что нам воспроизвести не удалось. Кроме этого, основой бедренной части модели явился субтотальный эндопротез тазобедренного сустава. Мы согласны с тем, что данное медицинское изделие лишь отчасти воспроизводит проксимальный отдел нативной бедренной кости. 

Примечания

Экспериментальные исследования на обсуждаемой модели начались в 2009 году. Полная сборка конструкции описана в заявка на изобретение RU2009124926A. Впервые полную версию представленного выше экспериментального материала мы опубликовали в тринадцатой главе третьего тома монографии с юмором названой «Биомеханика пингвинов» (2018) [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. 3. Главы 12-16. Напечатано Автором во граде Королев при попечении его супруги Людмилы Николаевны, ММXVIII A.D. [2018], bonum factum! [на благо и счастье], 518 с. [academia.edu]

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, функция, эксперимент, механическая модель 

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ