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  медиальной стороны.

 

Дистальный конец аналога связки головки бедренной кости соединялся с бедренной частью по методике, не отличавшейся от описанной выше, и не предполагал демонтаж аналога вертлужной губы и аналоги наружных связок. Длина аналога связки головки бедренной кости выбиралась таким образом, чтобы при полном соприкосновении трущихся поверхностей и максимальном наклоне тазовой части вниз он не ущемлялся. В шарнир модели для снижения трения вводилась смазка. После определения должной длины аналог связки головки бедренной кости натягивался и винтами прикреплялся к ножке бедренной части модели.

После окончательной сборки отмечена умеренная устойчивость тазовой части на головке бедренной части модели. Тазовая часть модели спонтанно поворачивалась в сагиттальной плоскости назад в сагиттальной плоскости. Одновременно она наклонялась вниз в медиальную сторону, что воспроизводило приведение (Рис. 2).

Рис. 2. 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 (вид спереди).

Амплитуда вращательных движений в сагиттальной плоскости и в горизонтальной плоскости не увеличилась по сравнению с тем, когда проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости пропускался через отверстие в канавке фасонной выточки. Величина максимально возможного приведения также не изменилась. Амплитуда возможного поступательного движения в шарнире модели вдоль горизонтальной оси увеличилась. Смещение тазовой части в медиальную сторону было ограничено аналогами наружных связок, но не аналогом связки головки бедренной кости. На модели воспроизводился эффект автоотведения. Шарнир модели мог стопориться в сагиттальной и фронтальной плоскости натянутыми аналогами связок. Эффект автолатерализации не проявлялся.

Далее, для имитации действия веса тела в одноопорной ортостатической позе к крайнему отверстию кронштейна грузовой планки тазовой части модели последовательно подвешивалась нагрузка массой 1 и 2 кг (Рис. 3). 

Рис. 3. 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, расположенное на расстоянии 8 мм от наружного края; имитация положения общего центра масс тела в одноопорной ортостатической позе медиальнее, позади и выше центра опорного тазобедренного сустава (действует нагрузка 1 кг); вверху – вид спереди, внизу – вид с медиальной стороны.

Под действием нагрузки тазовая часть модели отклонялась вниз в медиальную сторону во фронтальной плоскости, что воспроизводило в шарнире приведение. В сагиттальной плоскости тазовая часть модели наклонялась назад, что имитировало разгибания. В горизонтальной плоскости модель вертлужной впадины отклонялась назад, что воспроизводило в шарнире модели положение супинации. При нормальной длине аналога связки головки бедренной кости наблюдалось спонтанное воспроизведение пронации. Отмечено, что величина разгибания при действии нагрузки была несколько больше, чем в экспериментах на модели с закреплением проксимального конца аналога связки головки бедренной кости в отверстии, расположенным на границе ямки и канавки фасонной выточки модели вертлужной впадины. Амплитуда возможных поступательных движений в шарнире модели увеличилась.

Подвешенный груз инициировал автоматическое воспроизведение разгибания, приведения и супинации в шарнире модели. При этом замечена тенденция к спонтанному разобщению модели вертлужной впадины и головки бедренной части модели (Рис. 4).

Рис. 4. Вид на шарнир трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, расположенное на расстоянии 8 мм от наружного края (действует нагрузка 1 кг).

 

Тазовая часть модели стабилизировалась всеми без исключения натянутыми аналогами связок. Оказался задействован и аналог вертлужной губы, который упруго препятствовал разобщению трущихся поверхностей шарнира. Натянутые аналоги связок стопорили шарнир модели в сагиттальной и фронтальной плоскости, а также стабилизировали тазовую часть модели в горизонтальной плоскости с ее поворотом назад. Отмечена тенденция к спонтанному приведению, разгибанию и супинации, а также к поступательному движению тазовой части вдоль горизонтальной оси в медиальном направлении. По причине наличия аналога вертлужной губы непосредственного разобщения поверхностей пары трения шарнира не наблюдалось, но отмечалась медиальная дислокация модели вертлужной впадины. Эффект авторотации и автолатерализации не воспроизводился. Стабилизация в горизонтальной плоскости происходила в положении супинации, в то время как в норме при реализации эффекта автостабилизации тазовая часть модели устанавливалась в позиции пронации.

С целью уточнения взаимодействия отводящей группы мышц, всех связок и вертлужной губы, описанный вариант сборки трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека, где аналог связки головки бедренной кости был пропущенным через отверстие в канавке фасонной выточке, располагавшееся на расстоянии 8 мм от наружного края, дополнен аналогом отводящей группы мышц (Рис. 5). 

Рис. 5. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок, аналогом отводящей группы мышц и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, расположенное на расстоянии 8 мм от наружного края; вверху – вид спереди, в центре – вид с медиальной стороны, внизу – вид сверху.

 

На следующем этапе мы имитировали положение общего центра масс тела в одноопорной ортостатической позе медиальнее, позади и выше центра опорного тазобедренного сустава. После подвешивания нагрузки натягивались аналоги всех связок, а динамометр аналога отводящей группы мышц регистрировал появление усилия (Рис. 6, Рис. 7).

Рис. 6. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок, аналогом отводящей группы мышц и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, расположенное на расстоянии 8 мм от наружного края (действует нагрузка 1 кг); вверху – вид спереди, внизу – вид с медиальной стороны.

 

Рис. 7. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок, аналогом отводящей группы мышц и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, расположенное на расстоянии 8 мм от наружного края (действует нагрузка 2 кг); вверху – вид спереди, внизу – вид с медиальной стороны.

  

При действии нагрузки натяжение аналогов наружных связок было больше, чем при закреплении проксимального конца аналога связки головки бедренной кости в отверстии, находящимся в канавке фасонной выточки модели вертлужной впадины. В отличие от меньшей длины аналога связки головки бедренной кости, расположенного внутри шарнира модели, действие нагрузки вызывало отклонение тазовой части модели назад в горизонтальной плоскости (Рис. 8).

Рис. 8. Трехмерная механическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами всех связок, аналогом отводящей группы мышц и аналогом вертлужной губы, где аналог связки головки бедренной кости пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, расположенном на расстоянии 8 мм от наружного края (вид сверху); вверху – действует нагрузка 1 кг, внизу – действует нагрузка 2 кг.

 

При большей величине груза отклонение тазовой части назад в горизонтальной и сагиттальной плоскости было более выражено.

Эксперименты на описанном варианте сборки модели показали, что удлинение аналога связки головки бедренной кости при локализации крепления его проксимального конца на периферии модели вертлужной впадины приводит к нивелированию ранее выявленных эффектов функционирования аналога связки головки бедренной кости. Аналоги связок могли стабилизировать шарнир модели в ином положении и без участия аналога отводящей группы мышц. При введении аналога отводящей группы мышц в конструкцию модели он принимал участие в удержании тазовой части в положении устойчивого равновесия, «разгружая» аналоги связок. Прежде всего, аналог означенной мышцы противодействовал поступательному смещению тазовой части модели в медиальном направлении.

На основании данных наблюдений можно предположить, что при удлинении связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, одноопорная ортостатическая поза будет менее устойчива. Она должна сопровождаться большим напряжением отводящей группы мышц, что неизбежно увеличит результирующую нагрузку, действующую на верхний полюс головки бедренной кости, capitis femoris. 

Смотри также:

Конструкция трехмерной механической модели тазобедренного сустава

Имитация взаимодействия суставных поверхностей 

Имитация функции отводящей группы мышц 

Воспроизведение функции LCF

Имитация взаимодействия отводящей группы мышц и LCF  

Имитация взаимодействия LCF с отводящей группой мышц разной длины  

Имитация функции отводящей группы мышц в отсутствии LCF 

Имитация взаимодействия вертлужной губы и LCF

Имитация нормальной длины LCF  

Имитация действия веса тела при нормальной длине LCF  

Взаимодействие LCF нормальной длины и вертлужной губы  

Имитация удлиненной LCF   

Взаимодействие удлиненной LCF и вертлужной губы 

Имитация патологически удлиненной LCF

Взаимодействие патологически удлиненной LCF и вертлужной губы  

Имитация функции наружных связок 

Имитация взаимодействия всех связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц 

Имитация действия веса тела при наличии всех связок и вертлужной губы 

Имитация действия веса тела при наличии всех связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц 

Взаимодействие наружных связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц при нормальной длине LCF   

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

                                                                     

Критика

Описанная конструкция модели имитировала естественный тазобедренный сустав и содержала аналоги всех связок, вертлужной губы и отводящей группы мышц. Нами воспроизводилось действие веса тела приблизительно также, как в одноопорном ортостатическом положении. Конструкция позволяла изменять положение нагрузки как во фронтальной, так и сагиттальной плоскости. Причем нагрузка прикладывалась к области, приблизительно совпадающей с реальным положением общего центра масс тела. Во второй генерации механической модели нами воспроизведено приведение бедренной кости и ее поворот вперед в горизонтальной плоскости. Главным недочетом описанной конструкции, по нашему мнению, являлось недостаточная упругость аналогов связок. Несомненно, эластичность использованного аналога вертлужной губы также не в полной мере соответствовала нативному элементу.

Примечания

Впервые эксперименты на трехмерной механической модели тазобедренного сустава второй генерации нами описаны в статье Роль связки головки бедренной кости в поддержании разных типов вертикальной позы (2008). Полную версия представленного выше экспериментального материала мы опубликовали в двенадцатой 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, удлинение, наружные связки, вертлужная губа, эксперимент, механическая модель, отводящая группа мышц, синовия 

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ