К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА     18 .11.2025 Артериографическая визуализация LCF. Общие сведения.  Артрографическая визуализация LCF. Общие сведения 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, пос вященной морфологии LCF у населения Индии.   2024 GillHS . Для уточнения роли LCF автор рекомендует сочетание экспериментальных исследований с компьютерным м оделированием.   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 вертлу...

Моделирование взаимодействия веса тела и отводящей группы мышц

 

Моделирование взаимодействия веса тела и отводящей группы мышц

На предыдущем этапе экспериментальных исследований мы воспроизвели соответствующую норме локализацию общего центра масс на электромеханической модели тазобедренного сустава человека. Она содержала бедренную часть и объемную тазовую часть соединенных аналогами связок. В ней имелся: аналог вертикальной части подвздошно-бедренной связки, аналог горизонтальной части подвздошно-бедренной связки, аналог седалищно-бедренной связки, аналог лобково-бедренной связки и аналог связки головки бедренной кости.

Благодаря натяжению аналогов связок посредством веса нагрузки, приложенной к точке выше, медиальнее и позади от центра вращения шарнира, объемная тазовая часть модели находилась в положении устойчивого равновесия одновременно в трех плоскостях. Для поддержания системы в положении покоя не требовалось дополнительного внешнего усилия.

С целью уточнения взаимодействия связок тазобедренного сустава, articulatio coxae, и средней ягодичной мышцы, musculus gluteus medius, бедренная часть и объемная тазовая часть были соединены аналогом средней ягодичной мышцы по ранее описанной методике. В настоящих опытах нагрузка массой 1 кг подвешивалась к крайнему отверстию грузового кронштейна объемной тазовой части, что вызывало эффект автостабилизации (Рис. 1).


Рис. 1. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (воспроизведение эффекта автостабилизации); вверху – общий вид спереди, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

Введение в конструкцию модели аналога средней ягодичной мышцы не отражалось на положении объемной тазовой части модели. Она оставалась наклонена вниз, в медиальную сторону во фронтальной плоскости. В шарнире модели сохранялась позиция приведения, ограниченная натянутым аналогом связки головки бедренной кости и горизонтальной частью аналога подвздошно-бедренной связки, которые стопорили шарнир во фронтальной плоскости. Динамометр аналога средней ягодичной мышцы не регистрировал какого-либо усилия.

В сагиттальной плоскости наблюдалось отклонение объемной тазовой части модели назад (Рис. 2).


Рис. 2. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (воспроизведение эффекта автостабилизации); вверху – общий вид с латеральной стороны, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

В шарнире модели в сагиттальной плоскости присутствовало положение разгибания. Его ограничивали натянутые аналогии наружных связок: аналог вертикальной части подвздошно-бедренной связки, аналог лобково-бедренной связки и аналог седалищно-бедренной связки. Указанные элементы были частично «закручены» вокруг шейки бедренной части модели (Рис. 3).


Рис. 3. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (воспроизведение эффекта автостабилизации); вверху – вид сзади, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

В горизонтальной плоскости сохранялся поворот объемной тазовой части модели вперед на угол 15° (Рис. 4).

Рис. 4. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (воспроизведение эффекта автостабилизации); вид сверху.

В шарнире модели в горизонтальной плоскости сохранялась пронации. Она равнялась углу поворота бедренной части модели вперед. Это свидетельствовало, что величина угла поворота объемной тазовой части модели вперед определялась натянутым аналогом связки головки бедренной кости. Таким образом, дополнение модели аналогом средней ягодичной мышцы не отражалось на положении объемной тазовой части модели, ни в одной из плоскостей.

Путем наклона объемной тазовой части модели вперед в сагиттальной плоскости на угол приблизительно 20°, мы воспроизвели сгибание в шарнире модели. При этом динамометр аналога средней ягодичной мышцы не регистрировал появление какого-либо усилия. Иными словами, аналог средней ягодичной мышцы не препятствовал движению в указанном направлении. Аналоги наружных связок расслаблялись. Нагрузка, находящаяся позади объемной тазовой части, стремилась вернуть ей исходное положение.

Затем мы воспроизвели в шарнире модели супинацию. Объемная тазовая часть модели поворачивалась назад в горизонтальной плоскости. Для ее фиксации в выбранной позиции нами укорачивался аналог средней ягодичной мышцы (Рис. 5).

Рис. 5. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (имитация супинации); вид сверху.

При повороте объемной тазовой части модели назад в горизонтальной плоскости, наряду с супинацией в шарнире модели спонтанно возникало отведение. Означенное ранее нами обозначено как эффект автоотведения (Рис. 6).


Рис. 6. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (имитация супинации); вверху – общий вид спереди, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

При воспроизведении в шарнире модели супинации и отведения натяжение аналогов наружных связок уменьшилось, за исключением аналога лобково-бедренной связки. Визуально уточнить наличие или отсутствие натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. При попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он не смещался в медиальном направлении. Это указывало на наличие его натяжения. В описанной позиции объемная тазовая часть модели располагалась вертикально в сагиттальной плоскости. В шарнире модели присутствовало среднее положение между сгибанием и разгибанием (Рис. 7).


Рис. 7. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (воспроизведение супинации); вверху – общий вид с латеральной стороны, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

Дальнейшее увеличение супинации вызывало автоматический наклон объемной тазовой части модели вперед в сагиттальной плоскости. В шарнире модели воспроизводилось спонтанное сгибание. Оно оказалось обусловлено натяжением аналога лобково-бедренной связки.

При имитации супинации объемная тазовой часть модели стремилась повернуться вперед в горизонтальной плоскости. Ее удалось стабилизировать посредством укорочения аналога средней ягодичной мышцы. В случае приблизительно вертикального расположения объемной тазовой части модели динамометр аналога средней ягодичной мышцы регистрировал усилие, эквивалентное 2.0 кг. Оно препятствовало спонтанному повороту объемной тазовой части модели вперед в горизонтальной плоскости. Условие равновесия системы в обсуждаемом случае были аналогичны условию равновесия рычага первого рода. Нагрузке, находившейся позади шарнира, противодействовала пружина динамометра, располагавшаяся впереди центра вращения.  Эксперимент продемонстрировал, что средняя ягодичная мышца, musculus gluteus medius, может участвовать в стабилизации таза, pelvis, в горизонтальной плоскости в позиции супинации при наличии натянутой связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris, и лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale.

Далее в шарнире модели мы воспроизвели поступательное смещение бедренной кости, os femur, в тазобедренном суставе, articulatio coxae, в латеральном направлении по оси шейки бедренной кости, collum femoris. Для этого объемная тазовая часть модели приподнималась за гибкую тягу, ориентированную сверху-вниз, изнутри-наружу во фронтальной плоскости (Рис. 8).


Рис. 8. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (имитация поступательного латерального смещения бедра); вверху – общий вид спереди, внизу – вид на аналог средней ягодичной мышцы и шарнир модели.

Отмечено, что в означенном направлении имелся продольный люфт. При тракции с горизонтальным положением гибкой тяги смещение объемной тазовой части модели не происходил. Амплитуда поступательного движения в шарнире было максимально при одновременном воспроизведении отведения и смещения в кранио-медиальном направлении. Наблюдалось натяжение горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки, аналога лобково-бедренной связки и аналога седалищно-бедренной связки. Визуально уточнить наличие или отсутствие натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. При попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он не смещался в медиальном направлении. Это указывало на его натяжение. В крайнем положении поступательного смещения объемной тазовой части она располагалась вертикально в сагиттальной плоскости. В шарнире модели присутствовало среднее положение между сгибанием и разгибанием, а также между пронацией и супинацией. При воспроизведении в шарнире модели поступательного смещения динамометр аналога средней ягодичной мышцы не регистрировал какого-либо усилия. Указанно оказалось обусловлено сближением областей крепления аналога средней ягодичной мышцы.

В результате тракции за гибкую тягу объемная тазовая часть модели поступательно смещалась вверх и в медиальном направлении. Трущиеся поверхности сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели разобщались (Рис. 9).

Рис. 9. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с аналогами связок, аналогом средней ягодичной мышцы и прикрепленной к грузовому кронштейну нагрузкой (имитация поступательного латерального смещения бедра); стрелкой указан зазор между сферической головкой шарнира и вертлужным элементом; вид спереди, условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemoralelih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemoralelp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale.

Замечено, что амплитуда поступательного смещения в шарнире модели возрастала при имитации сгибания.

Уменьшение степени натяжения гибкой тяги вызывало спонтанное смыкание поверхностей пары трения шарнира. Тем самым воспроизводился эффект автолатерализации. 


Смотри также:

Бедренная часть комбинированной модели тазобедренного сустава 

Элементы электромеханической модели тазобедренного сустава человека

Электромеханическая модель без аналогов связок

Упрощение электромеханической модели тазобедренного сустава

Моделирование движений аналога LCF 

Упрощенная модель вертлужной впадины 

Модель как аналог рычага третьего рода 

Моделирование функции LCF 

Моделирование действия веса тела 

Имитация взаимодействия средней ягодичной мышцы и LCF 

Анализ взаимодействия средней ягодичной мышцы и LCF

Моделирование движений в горизонтальной плоскости 

Моделирование супинации 

Моделирование эффекта авторотации  

Обсуждение эффекта авторотации 

Моделирование перемещения общего центра масс тела 

Моделирование взаимодействия наружных связок и LCF 

Моделирование эффекта автостабилизации

                                                                     

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 усовершенствовали 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 пятнадцатой 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 femorisligamentum teres, связка головки бедра, функция, эксперимент, электромеханическая модель, средняя ягодичная мышца, короткие ротаторы

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ


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 ...