Моделирование взаимодействия наружных связок и LCF

 

Моделирование взаимодействия наружных связок и связки головки бедренной кости

В данной серии экспериментов нами изучено взаимодействие наружных связок, ligamentum extracapsularia, тазобедренного сустава, articulatio coxae, и связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью, снабженная аналогом связки головки бедренной кости, дополнена аналогами наружных связок, ligamentum extracapsularia.  В конструкцию нами введена: вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, аналог седалищно-бедренной связки и аналог лобково-бедренной связки. Методику соединения аналогов связок с бедренной и тазовой частью модели мы детально описали ранее. В настоящих опытах аналоги мышц не использовались, а нагрузка к объемной тазовой части не прикреплялась.

На начальном этапе электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок располагалась в исходном положении. Тазовый элемент объемной тазовой части модели устанавливался вертикально во фронтальной плоскости, так что изображения крыльев подвздошных костей, ala ossis ilii, таза, pelvis, находились на одном уровне (Рис. 1).

Рис. 1. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (исходное положение); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Для стабилизации объемной тазовой части модели в исходном положении использован подъемник объемной тазовой части, снабженный колесами. Наконечник его вертикального стержня упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели, препятствуя отклонению во фронтальной и горизонтальной плоскости. В сагиттальной плоскости устойчивость обеспечивалась вертикальной установкой объемной тазовой части. После ее стабилизации проанализировано соотношение в шарнире, ориентация аналогов связок, также наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 2).

a

b

c

d
Рис. 2. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (исходное положение); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В исходном положении длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена назад, вверх и в медиальную сторону. Ни один из аналогов наружных связок не был натянут, что подтверждалось их плавными изгибами и отсутствием прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить наличие или отсутствие натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. Однако при попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он ограниченно смещался в медиальном направлении. Это указывало на отсутствие его натяжения. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Затем мы максимально наклонили объемную тазовую часть вниз, в медиальном направлении во фронтальной плоскости. Тем самым в шарнире модели сымитировано приведение. Дальнейшему наклону объемной тазовой части во фронтальной плоскости противодействовали гибкие элементы шарнира. Описанная позиция в горизонтальной и сагиттальной плоскости зафиксирована подъемником объемной тазовой части. Для этого высота его вертикального стержня уменьшена. Объемная тазовая часть модели располагалась приблизительно вертикально в сагиттальной плоскости без поворота в горизонтальной плоскости (Рис. 3).

Рис. 3. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация приведения); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Наконечник вертикального стержня упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели, удерживая ее в положении равновесия. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано возникшее соотношение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 4).

a

b

c

d
Рис. 4. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация приведения); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении максимального приведения длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена назад, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение только горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Другие аналоги наружных связок оказались не натянуты, что отмечалось по плавным их изгибам и отсутствию прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень 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 натяжения аналога связки головки бедренной кости. Соответственно, ограничителями приведения в шарнире модели явились: аналог связки головки бедренной кости и горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Далее мы максимально отклонили объемную тазовую часть вверх в латеральном направлении во фронтальной плоскости. Тем самым в шарнире модели сымитировано отведение. Дальнейшему наклону объемной тазовой части в означенную сторону противодействовали гибкие элементы шарнира. Описанная позиция зафиксирована подъемником объемной тазовой части. Для этого высота его вертикального стержня увеличена. Объемная тазовая часть модели располагалась приблизительно вертикально в сагиттальной плоскости без поворота в горизонтальной плоскости (Рис. 5).

Рис. 5. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация отведения); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Наконечник вертикального стержня упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели. Он препятствовал отклонению названной части модели вниз в медиальную сторону, а также повороту в горизонтальной и сагиттальной плоскости. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано соотношение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 6).

a

b

c

d
Рис. 6. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация отведения); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении максимального отведения длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена назад, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение только аналога лобково-бедренной связки, который ограничивал отведение в шарнире модели. Другие аналоги наружных связок оказались не натянуты. Это отмечалось по плавным их изгибам без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. Однако при попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он ограниченно смещался в медиальном направлении. Означенное свидетельствовало об отсутствии его натяжения. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

На следующем этапе мы максимально повернули объемную тазовую часть назад в горизонтальной плоскости. Тем самым в шарнире модели сымитировано супинация. Дальнейшему повороту объемной тазовой части в означенную сторону противодействовали гибкие элементы шарнира. Описанная позиция зафиксирована подъемником объемной тазовой части. Для этого он перемещен назад, а высота его вертикального стержня отрегулирована. Объемная тазовая часть модели спонтанно наклонилась вперед в сагиттальной плоскости. Ее край, противоположный шарниру. приподнялся (Рис. 7).

Рис. 7. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация супинации); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Имитация в шарнире модели предельной супинации одновременно воспроизводило отведение и сгибание. Наконечник вертикального стержня упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели, участвуя в поддержании положения покоя. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 8).

a

b

c

d
Рис. 8. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация супинации); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении максимальной супинации длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена назад вверх и в медиальную сторону. Натяжения аналогов наружных связок не отмечено, на что указывал плавный их изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. Однако 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. Именно он ограничивал супинацию в шарнире модели, вызвал эффект автоотведения и обусловил спонтанное сгибание. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Затем мы максимально повернули объемную тазовую часть вперед в горизонтальной плоскости. Тем самым в шарнире модели сымитировано пронация. Дальнейшему повороту объемной тазовой части в означенную сторону противодействовали гибкие элементы шарнира. Описанная позиция зафиксирована подъемником объемной тазовой части. Для этого он перемещен вперед, а высота его вертикального стержня отрегулирована. Объемная тазовая часть модели располагалась приблизительно вертикально в сагиттальной плоскости. Ее край, противоположный шарниру, опустился (Рис. 9).

Рис. 9. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация пронации); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Имитация в шарнире модели крайней пронации одновременно воспроизводило приведение. Наконечник вертикального стержня подъемника упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели, препятствуя наклону вперед в сагиттальной плоскости. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 10).

a

b

c

d
Рис. 10. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация пронации); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении максимальной пронации длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вперед, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок не имели значимого натяжения. Об этом свидетельствовал их плавный изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Исключение составил аналог вертикальной части подвздошно-бедренной связки. Визуально степень 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. Соответственно, аналог связки головки бедренной кости участвовал в ограничении пронации и приведения. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Далее мы максимально повернули объемную тазовую часть назад в сагиттальной плоскости. Тем самым в шарнире модели сымитировано разгибание. Дальнейшему повороту объемной тазовой части в означенную сторону противодействовали гибкие элементы шарнира. Описанная позиция зафиксирована подъемником объемной тазовой части. Она располагалась без поворота в горизонтальной плоскости, а изображения крыльев подвздошных костей таза установлены на одном уровне (Рис. 11).

Рис. 11. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация разгибания); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Наконечник вертикального стержня упирался снизу в опорный кронштейн объемной тазовой части модели и препятствовал отклонению вниз во фронтальной плоскости и повороту в горизонтальной плоскости. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 12).

a

b

c

d
Рис. 12. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация разгибания); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении максимального разгибания длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена назад, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение аналога лобково-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок не имели значимого натяжения, на что указывал плавный их изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень 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 смещался в медиальном направлении. Это указывало на отсутствие его натяжения. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

На следующем этапе мы повернули объемную тазовую часть вперед в сагиттальной плоскости на угол 45° и наклонили ее вниз, в медиальную сторону. Одновременно произошел спонтанный поворот вперед в горизонтальной плоскости. Описанная позиция не требовала фиксации подъемником объемной тазовой части. Она самопроизвольно сохраняла приданное положение (Рис. 13).

Рис. 13. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация сгибания 45°); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Имитация в шарнире модели сгибания 45° и приведения одновременно воспроизводило пронацию. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 14).

a

b

c

d
Рис. 14. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация сгибания 45°); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении сгибания до угла 45°, длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вперед, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок оказались не натянуты. Об этом свидетельствовал их плавный изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень натяжения аналога связки головки бедренной кости не представлялось возможным ввиду его расположения внутри шарнира модели. Однако при попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента, он не смещался в медиальном направлении. Это указывало на его натяжение. Данный гибкий элемент, а также аналог седалищно-бедренной связки и аналог горизонтальной части подвздошно-бедренной связки обеспечивал положение равновесия объемной тазовой части. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Затем мы повернули объемную тазовую часть вперед в сагиттальной плоскости на угол 90°. При этом величина поворота в горизонтальной плоскости не изменилась, но наклон вниз в медиальную сторону во фронтальной плоскости увеличился. Позиция, приданная объемной тазовой части, не требовала фиксации подъемником (Рис. 15).

Рис. 15. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация сгибания 90°); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

При имитации в шарнире модели сгибания 90° сохранилась прежняя пронация, но увеличилось приведение. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 16).

a

b

c

d
Рис. 16. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация сгибания 90°); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении сгибания до угла 90° длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вперед, вверх и в медиальную сторону. Сохранилось натяжение аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок оказались не натянуты. На это указывал их плавный изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально отмечено, что проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости несколько сместился в медиальном направлении из полости шарнира модели. При попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он смещался в медиальном направлении. Это указывало на отсутствие его натяжения. Соответственно, описанное устойчивое положение объемной тазовой части обеспечивало натяжение только аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Данные гибкие элементы определяли имеющееся в шарнире положение приведения и пронации. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

Далее мы повернули объемную тазовую часть вперед в сагиттальной плоскости на угол 135°. Увеличился поворот в горизонтальной плоскости, и уменьшился наклон вниз в медиальную сторону во фронтальной плоскости. Позиция объемной тазовой части также не требовала фиксации подъемником (Рис. 17).

Рис. 17. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация сгибания 135°); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

Воспроизведение в шарнире модели сгибания до угла 135° увеличило пронацию, но уменьшило величину угла приведения. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 18).

a

b

c

d
Рис. 18. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (имитация сгибания 135°); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

В положении сгибания до угла 135° длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вперед, вверх и в медиальную сторону. Сохранилось натяжение аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок были не натянуты. Они плавно изгибались без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально отмечено, что проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости еще больше сместился в медиальном направлении из полости шарнира модели (Рис. 19).

Рис. 19. Вид на проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости сверху, электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью в положении сгибания 135°; lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris; отмеченная область ранее располагалась внутри шарнира модели.

При попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он дополнительно смещался в медиальном направлении. Это указывало на отсутствие его натяжения. Соответственно, положение покоя объемной тазовой части модели обеспечивало натяжение аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Они определяли наблюдающееся в шарнире приведение и пронацию. Спонтанного разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели не наблюдалось.

На следующем этапе мы воспроизвели в шарнире поступательное движение. Оно оказалось возможным только при смещении объемной тазовой части в медиальном направлении. Для его осуществления нами использована гибкая тяга, прикрепленная к грузовому кронштейну объемной тазовой части модели (Рис. 20).

Рис. 20. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (имитация поступательного движения); вверху – вид спереди, внизу – вид с латеральной стороны.

Наибольшая величина поступательного смещения объемной тазовой части модели в медиальном направлении наблюдалась при сочетании со смещением вверх (краниальное смещение). При этом объемная тазовая часть модели спонтанно наклонялась вперед в сагиттальной плоскости. Величина ее поворота в горизонтальной плоскости не изменялась, а во фронтальной плоскости наблюдалось отклонение вверх. Имитация в шарнире модели поступательного движения в медиальном направлении сочеталось с краниальным поступательным смещением, сгибанием и отведением при среднем положении между пронацией и супинацией. Объемная тазовая часть модели находилась в положении устойчивого равновесия, будучи подвешенной на гибкой тяге. Иной стабилизации объемной тазовой части модели в означенной позиции не требовалось. После стабилизации объемной тазовой части модели проанализировано положение в шарнире, ориентация аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 21).

a

b

c

d
Рис. 21. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (поступательное смещение); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

При имитации поступательного движения в шарнире длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вверх и в медиальную сторону. Наблюдалось выраженное натяжение аналога седалищно-бедренной связки, горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки и умеренное натяжение аналога лобково-бедренной связки. Вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки оказалась не натянута. Об этом свидетельствовал ее плавный изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально отмечено, что проксимальный конец аналога связки головки бедренной кости сместился в латеральном направлении в полость шарнира модели. При попытке извлечения проксимального конца аналога связки головки бедренной кости из вертлужного элемента он не смещался. Это указывало на наличие его натяжения. Соответственно, поступательное движение в кранио-медиальном направлении ограничивало натяжение аналога седалищно-бедренной связки, горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки, аналога лобково-бедренной связки и аналога связки головки бедренной кости. В шарнире модели наблюдалось разобщение сферической головки и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели. Максимальная величина поступательного кранио-медиального смещения в шарнире модели наблюдалась при воспроизведении сгибания до угла 45°.

После этого мы отсоединили гибкую тягу, удерживающую объемную тазовую часть модели. В результате она наклонялась вперед в сагиттальной плоскости на угол около 55°. Объемная тазовая часть модели повернулась вперед в горизонтальной плоскости, наклонился вниз в медиальную сторону во фронтальной плоскости, а также поступательно сместился вниз и в латеральном направлении. Последнее обстоятельство явилось воспроизведением в шарнире модели эффекта автолатерализации (Рис. 22).

Рис. 22. Электромеханическая модель тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью и аналогами связок (воспроизведение эффекта автолатерализации); вверху – вид спереди, в центре – вид с латеральной стороны, внизу – вид сверху.

При воспроизведении эффекта автолатерализации в шарнире модели наблюдалось приведение, сгибание и пронация. Означенные движения происходили спонтанно под действием силы тяжести. Объемная тазовая часть модели самопроизвольно принимала положение устойчивого равновесия. Для ее стабилизации дополнительного внешнего усилия не требовалось. Мы проанализировали положение в шарнире, ориентацию аналогов связок, наличие либо отсутствие их натяжения (Рис. 23).

a

b

c

d
Рис. 23. Аналоги связок электромеханической модели тазобедренного сустава человека с объемной тазовой частью (воспроизведение эффекта автолатерализации); a – вид спереди, b – вид сзади, c – вид с латеральной стороны, d – вид сверху; условные обозначения: liv - вертикальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, lih - горизонтальная часть аналога подвздошно-бедренной связки, ligamentum iliofemorale, li - аналог седалищно-бедренной связки, ligamentum ischiofemorale, lp - аналог лобково-бедренной связки, ligamentum pubofemorale, lcf – проксимальная часть аналога связки головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris.

После реализации эффекта автолатерализации длинная ось вертлужного элемента объемной тазовой части модели была отклонена вперед, вверх и в медиальную сторону. Отмечено натяжение аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Прочие аналоги наружных связок оказались не натянуты. Об этом свидетельствовал их плавный изгиб без прижатия к элементам бедренной части модели. Визуально уточнить степень 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. Соответственно, объемная тазовая часть модели стабилизировалась натяжением аналога связки головки бедренной кости, аналога седалищно-бедренной связки и горизонтальной части аналога подвздошно-бедренной связки. Они определяли присутствующее в шарнире приведение, сгибание и пронацию. Разобщения сферической головки шарнира и ответной сферической поверхности вертлужного элемента модели в каком-либо отделе не наблюдалось. 

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

                                                                     

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 femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, функция, эксперимент, электромеханическая модель, средняя ягодичная мышца, короткие ротаторы

 СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Эксперименты и наблюдения

1991-2021АрхиповСВ