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

 

Взаимодействие вертлужной губы, наружных связок и отводящей группы мышц с удлиненной связкой головки бедренной кости. 

Целью настоящего этапа экспериментальных исследований явилось изучение взаимодействия вертлужной губы, наружных связок и отводящей группы мышц с удлиненной связкой головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris. Мы увеличили длину аналога связки головки бедренной кости, которая располагалась внутри шарнира. На первом этапе смоделировано крепление проксимального конца связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, в вырезке вертлужной впадины, incisura acetabuli. Для этого аналог связки головки бедренной кости проксимальным концом соединялся с моделью вертлужной впадины, будучи пропущенным, через отверстие в канавке фасонной выточке, располагавшемся на расстоянии 25 мм от наружного края (Рис. 1). 

Рис. 1. Вид на медиальную поверхность тазовой части 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.

Дистальный конец аналога связки головки бедренной кости соединялся с бедренной частью модели. Методика соединения не отличалась от описанной выше и не подразумевала демонтаж аналога вертлужной губы и аналогов 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 вводилось масло смазочное бытовое. После определения должной длины аналог связки головки бедренной кости натягивался и винтами прикреплялся к ножке бедренной части модели.

После сборки модели отмечена достаточная устойчивость тазовой части на головке бедренной части модели. Тазовая часть модели спонтанно поворачивалась в сагиттальной плоскости назад на головке бедренной части модели и наклонялась вниз в медиальную сторону, что воспроизводило приведение в шарнире модели (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; вверху – вид спереди, внизу – вид с медиальной стороны.

  

При удлиненном аналоге связки головки бедренной кости мы воспроизвели вращательные движения в тазобедренном суставе во фронтальной, сагиттальной и горизонтальной плоскости. Амплитуда вращательных движений увеличилась в сагиттальной плоскости за счет большего разгибания, а в горизонтальной плоскости – за счет пронации и супинации. Величина максимально возможного приведения не изменилась. Увеличилась амплитуда поступательных движений в шарнире модели вдоль горизонтальной оси (Рис. 3).

Рис. 3. Воспроизведение поступательного смещения в шарнире 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; вверху – исходное положение, внизу – поступательное смещение тазовой части в медиальную сторону.

 

Поступательное смещение тазовой части модели вдоль горизонтальной оси прежде всего ограничивал: аналог связки головки бедренной кости и аналог горизонтальной части подвздошно-бедренной связки. На модели воспроизводились эффекты автоотведения и автолатерализации. Шарнир модели стопорился в сагиттальной и фронтальной плоскости натянутыми аналогами связок.

Для имитации действия веса тела в одноопорной ортостатической позе к крайнему отверстию кронштейна грузовой планки тазовой части модели подвешивалась нагрузка массой 1 и 2 кг (Рис. 4).

Рис. 4. 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; имитация расположения 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.

 

В результате действия нагрузки тазовая часть модели отклонялась во фронтальной плоскости вниз, в медиальную сторону, что воспроизводило в шарнире приведения. В сагиттальной плоскости тазовая часть модели наклонялась назад, что имитировало позицию разгибания. В горизонтальной плоскости модель вертлужной впадины спонтанно стримилась зафиксироваться по оси головки и шейки бедренной части модели, но за счет разгибания поворачивалась назад, что воспроизводило супинацию. Отмечено, что величина разгибания под действием нагрузки оказалась 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.

Действие нагрузки инициировало автоматическое воспроизведение положения разгибания, приведения и супинации в шарнире модели. Разобщения модели вертлужной впадины и головки бедренной части модели не отмечалось. Аналог вертлужной губы не участвовал в ограничении движений тазовой части модели. Тазовая часть модели стабилизировалась натянутым аналогом лобково-бедренной связки, аналогом вертикальной части подвздошно-бедренной связки, аналогом седалищно-бедренной связки, аналогом круговой зоны и аналогом связки головки бедренной кости. Выраженного натяжения аналога горизонтальной части подвздошно-бедренной связки не наблюдалось. Натянутые аналоги связок стопорили шарнир модели в сагиттальной и фронтальной плоскости, а также стабилизировали тазовую часть модели в горизонтальной плоскости. Тенденции к спонтанному вращательному или поступательному движению не отмечалось. Поверхности пары трения шарнира находились в соприкосновении во всех отделах. На модели воспроизводились эффект авторотации, автостабилизации и автолатерализации.

Затем, с целью изучения взаимодействия отводящей группы мышц, всех связок и вертлужной губы, имеющийся вариант трехмерной механической модели тазобедренного сустава человека, где аналог связки головки бедренной кости был пропущен через отверстие в канавке фасонной выточки, дополнен аналогом отводящей группы мышц по ранее описанной методике. После подвешивания гирь динамометр аналога отводящей группы мышц не регистрировал какого-либо усилия, так как действие нагрузки шунтировали натянутые аналоги связок (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; имитация расположения общего центра масс тела в одноопорной ортостатической позе медиальнее, позади и выше центра опорного тазобедренного сустава (вид спереди); вверху – действует нагрузка 1 кг, внизу – действует нагрузка 2 кг.

 

Замечено, что натяжение аналогов наружных связок было больше, чем при закреплении проксимального конца аналога связки головки бедренной кости в отверстии, расположенным на границе ямки и канавки фасонной выточки модели вертлужной впадины. Опыты на описанном варианте сборки модели показали, что локализация крепления проксимального конца аналога связки головки бедренной кости в области аналога вырезки вертлужной впадины позволяет реализовать все ранее выявленные нами эффекты функционирования связочного аппарата тазобедренного сустава, articulatio coxae. Эксперименты продемонстрировали, что при удлинении связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, амплитуда возможных вращательных и поступательных движений в тазобедренном суставе, articulatio coxae, увеличивается. Однако, несмотря на это, связочный аппарат тазобедренного сустава, articulatio coxae, в комплексе сохраняет потенциал стабилизировать тазобедренный сустав, articulatio coxae, во всех трех плоскостях. Указанное относится к случаю, когда общий центр масс тела расположен как в одноопорной ортостатической позе: медиальнее, позади и выше центра опорного тазобедренного сустава, articulatio coxae. В означенной позе таз, pelvis, наклоняется вниз в медиальную сторону, назад в сагиттальной плоскости и, как мы заметили, в норме несколько поворачивается вперед в горизонтальной плоскости. При этом для поддержания положения равновесия отводящая группа мышц может быть не задействована.

Ранее нами изучено взаимодействие удлиненного аналога связки головки бедренной кости и аналога вертлужной губы в отсутствие аналогов наружных связок. Оценивая результаты означенных и вышеописанных опытов, нами установлено, что дестабилизирующая роль нагрузки на модели компенсируется натяжением аналогов наружных связок. Вероятно, подобный механизм задействован, когда происходит удлинение реальной связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, с локализацией ее проксимального крепления на дне вырезки вертлужной впадины.

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 

                                                                     

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