К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА     18 .11.2025 Артериографическая визуализация LCF. Общие сведения.  Артрографическая визуализация LCF. Общие сведения.  Флебографическая визуализация LCF. Общие сведения.  Ультрасонографическая визуализация LCF. Общие сведения.  Магнитно-резонансная визуализация LCF. Общие сведения.  Рентгенологическая визуализация LCF. Общие сведения  Введение в визуализацию LCF .  К вопросу о видео и рентген-визуализации LCF. Изменен дизайн статьи. 17 .11.2025 2025 ChenJH _ AcklandD .   Авторы в эксперименте доказали роль  LCF  в разгрузке верхнего сектора вертлужной впадины и головки бедра.  2025 SrinivasanS _ SakthivelS . Перев од статьи, пос вященной морфологии LCF у населения Индии.   2024 GillHS . Для уточнения роли LCF автор рекомендует сочетание экспериментальных исследований с компьютерным м оделирование м.   16 .11.2025 АрхиповСВ. К вопросу о прочности LCF . ...

2023АрхиповСВ. 2.7.3 Математический аппарат исследования


Монография: Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза (2023).



2.7.3 Математический аппарат исследования

С целью уточнения величины нагрузки, действующей на головку бедренной кости в разных типах одноопорных поз и одноопорном периоде шага, по рентгенограммам, выполненным в ненапряженной одноопорной ортостатической позе в норме, вычислена длина плеча сил, действующих в области опорного тазобедренного сустава в соответствии с рисунком 12. Для упрощения расчетов принято, что плечо отводящей группы мышц тазобедренного сустава равно плечу средней ягодичной мышцы, как предполагается, ключевой в обеспечении стабильности таза в одноопорной ортостатической позе. Оно равно кратчайшему расстоянию от центра головки бедренной кости до линии действия означенной мышцы. Плечо силы реакции ligamentum capitis femoris равно кратчайшему расстоянию от центра головки бедренной кости до линии действия ее вертикальной составляющей.

Методика измерения плеча сил, уравновешивающих таз в одноопорной ортостатической позе и одноопорном периоде шага, условия равновесия таза, а также расчет величин сил, действующих в области тазобедренного сустава, разработана в трудах M. Inman, F. Pauwels, J. Charnley, G. Chapchal, R. Bombelli [112, 113, 124, 123, 171].

Вес тела P, кг м/с2 (Н), действующий на головку бедренной кости опорной ноги, вычислен по формуле:

P = mgm1g, (1)

где m – масса тела, кг; g – ускорение свободного падения, м/с2m1 – масса опорной нижней конечности, кг.

Для каждого типа одноопорной ортостатической позы, нами изображены принципиальные схемы условий равновесия таза. Условие равновесия таза в напряженной одноопорной ортостатической позе и начале одноопорного периода шага принято в соответствии с рисунком 14.


 а)                                                                          б) 
Рисунок 14. Условие равновесия таза в напряженной одноопорной ортостатической позе и начале одноопорного периода шага; а) схематичное изображение сил, действующих в области опорного тазобедренного сустава при ненатянутой ligamentum capitis femoris и напряженной отводящей группе мышц; б) принципиальная схема условия равновесия таза в напряженной одноопорной ортостатической позе (рычаг первого рода); условные обозначения: Р – вес тела; L – плечо веса тела; Fm – усилие отводящей группы мышц; Lm – плечо отводящей группы мышц; результирующая сила F, действующая на верхний сектор головки бедренной кости


Условие равновесия таза в напряженной одноопорной ортостатической позе и начале одноопорного периода шага выражено формулой: 

LР = LmFm, (2) 

где L – плечо веса тела, м; Lm – плечо отводящей группы мышц, м; Fm – усилие отводящей группы мышц, кг м/с2 (Н).

В настоящее время формула (2) лежит в основе расчетов усилий в области опорного тазобедренного сустава в различные периоды одноопорного периода шага для всех типов одноопорной ортостатической позы в норме, при коксартрозе, а также после эндопротезирования [14, 25, 77, 91, 99, 112, 113, 124, 123, 171]. Из формулы (2) получаем формулу для расчета усилия отводящей группы мышц Fm, кг м/с2 (Н), необходимого для сохранения таза в равновесии в напряженной одноопорной ортостатической позе и в начале одноопорного периода шага: 

Fm = LР / Lm, (3) 

Результирующая сила F, кг м/с2 (Н), действующая на головку бедренной кости в напряженной одноопорной ортостатической позе и начале одноопорного периода шага, вычислена по формуле: 

F = Fm + Р, (4) 

Знак суммы в правой части формулы указывает на то, что усилие отводящей группы мышц Fm и веса тела Р действуют в одном направлении.

Условие равновесия таза в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и середине одноопорного периода шага, когда присутствует натяжение ligamentum capitis femoris и напряжение отводящей группы мышц, приняли в соответствии с рисунком 15.


а)                                                                     б)
Рисунок 15. Условие равновесия таза в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и середине одноопорного периода шага; а) схематичное изображение сил, действующих в области опорного тазобедренного сустава; б) принципиальная схема условия равновесия таза (рычаг первого рода); условные обозначения: Р – вес тела; L – плечо веса тела; Fm – усилие отводящей группы мышц; Lm – плечо отводящей группы мышц; Fl – вертикальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris; Ll – плечо вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris; результирующая сила F, действующая одновременно на верхний и нижний сектор головки бедренной кости
 

В ненапряженной одноопорной ортостатической позе наблюдается натяжение ligamentum capitis femoris. При этом сила ее реакции задействуется при поддержании позы. Сила реакции ligamentum capitis femoris, это сила упругости, что противодействует ее растяжению. Она может быть разложена на горизонтальную и вертикальную составляющую, которые исходят из точки проксимального крепления. Условие равновесия таза в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и в середине одноопорного периода шага, когда присутствует натяжение ligamentum capitis femoris и напряжение отводящей группы мышц, выражено формулой: 

LР = LmFm LlFl, (5) 

где Fl – вертикальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris, кг м/с2 (Н); Ll – плечо вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris, м.

Приведенная формула (5) получена при введении в формулу (2) [113, 171], момента силы реакции ligamentum capitis femoris. Из формулы (5) выведено выражение для расчета вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris Fl, кг м/с2 (Н), участвующей в подержании равновесия таза в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и в середине одноопорного периода шага при напряжении отводящей группы мышц: 

Fl = LР – LmFm / Ll, (6) 

Результирующая сила F, кг м/с2 (Н), действующая на головку бедренной кости в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и в середине одноопорного периода шага при натяжении ligamentum capitis femoris и напряжении отводящей группы мышц, вычислена по формуле: 

F = Fm + Р – Fl, (7) 

Знак суммы в правой части формулы указывает на то, что усилие отводящей группы мышц Fm и веса тела Р действуют одинаково направлено, а знак разности свидетельствует о том, что сила реакции ligamentum capitis femoris Fl противоположно направлена вышеперечисленным силам.

Условие равновесия таза в конце одноопорного периода шага при натяжении ligamentum capitis femoris и расслаблении отводящей группы мышц, принято в соответствии с рисунком 16.


а)                                                                    б)
Рисунок 16. Условие равновесия таза в конце одноопорного периода шага; а) схематичное изображение сил, действующих в области опорного тазобедренного сустава; б) принципиальная схема условия равновесия таза (рычаг второго рода); условные обозначения: Р – вес тела, L – плечо веса тела, Fl – вертикальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris, Ll – плечо вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris, результирующая сила F, действующая на нижний сектор головки бедренной кости

                  

Условие равновесия таза в конце одноопорного периода шага при натяжении ligamentum capitis femoris и расслаблении либо несущественном напряжении средней ягодичной мышцы, ключевой среди отводящей группы мышц тазобедренного сустава, выражено формулой: 

LР = LlFl, (8) 

Из формулы (8) выведена формула для расчета вертикальной составляющей силы реакции ligamentum capitis femoris Fl, кг м/с2 (Н), участвующей в подержании равновесия таза в конце одноопорного периода шага при натяжении ligamentum capitis femoris и расслаблении либо несущественном напряжении отводящей группы мышц: 

Fl = LР / Ll, (9) 

Результирующая сила F, кг м/с2 (Н), действующая на головку бедренной кости в конце одноопорного периода шага при натяжении ligamentum capitis femoris и расслаблении отводящей группы мышц, вычислялась по формуле: 

F = Fl - Р, (10) 

Знак разности в правой части формулы указывает на то, что сила реакции ligamentum capitis femoris Fl, кг м/с2 (Н), и вес тела Р противоположно направлены.

Действующие на головку бедренной кости силы имеют вертикальные и горизонтальные составляющие. Так, горизонтальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris при ее натяжении Flg, кг м/с2 (Н), действует в соответствии с рисунком 17.


Рисунок 17. Составляющие силы реакции ligamentum capitis femoris (схема); α – угол отклонения ligamentum capitis femoris, во фронтальной плоскости; Fl – вертикальная составляющая силы реакции; Flg – горизонтальная составляющая силы реакции

 

Горизонтальная составляющая силы реакции ligamentum capitis femoris Flg, кг м/с2 (Н), прижимающая вертлужную впадину к головке бедренной кости, вычислена по формуле: 

Flg= Fl / tgα, (11) 

где α – угол отклонения длинной оси ligamentum capitis femoris во фронтальной плоскости.

Горизонтальная составляющая усилия средней ягодичной мышцы, ключевой в отводящей группе мышц тазобедренного сустава Fmg, кг м/с2 (Н), действует в соответствии с рисунком 18. 


Рисунок 18. Составляющие усилия средней ягодичной мышцы (схема); δ – угол отклонения средней ягодичной мышцы во фронтальной плоскости; Fm – усилие средней ягодичной мышцы; Fmg – горизонтальная составляющая усилия средней ягодичной мышцы


Горизонтальная составляющая усилия средней ягодичной мышцы Fmg, кг м/с2 (Н), прижимающая вертлужную впадину к головке бедренной кости вычислена по формуле:

Fmg = Fm sin δ, (12) 

где δ – угол отклонения линии действия средней ягодичной мышцы от вертикали.

Площадь S, м2, опорной поверхности головки бедренной кости, равная половине площади поверхности шара соответствующего диаметра вычислена по формуле: 

S = 2πr2, (13) 

где π число равное 3,141; r – радиус головки бедренной кости, м. 

Давление Рf, Па, на опорный сектор головки бедренной кости либо вертлужной впадины вычислено по формуле 

Рf = F/ S, (14) 

где F – результирующая сил, действующих на опорный сектор головки бедренной кости либо вертлужной впадины, кг м/с2, (Н); S – площадь соответствующего сектора головки бедренной кости либо вертлужной впадины, м2.


««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»




Автор

Архипов С.В. – кандидат медицинских наук, врач-хирург, травматолог-ортопед.


Цитирование

Архипов С.В. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза; 2-ое изд., испр. и доп. Йоэнсуу: Издание Автора, 2023. (Arkhipov S.V. Ligament of head of femur: function and role in the pathogenesis of coxarthrosis. 2nd rev. ed. Joensuu: Author's Edition, 2023. [In Russian])

 

Примечание

В отличии от печатной версии в настоящем электронном варианте произведена замена научных аббревиатур на полные термины. 

Автореферат и презентация диссертации на нашем ресурсе:


Приобретение

PDF версия размещена на платформах GooglePlay и Google Books

 

Ключевые слова

ligamentum capitis femorisligamentum teres, связка головки бедра, биомеханика, тазобедренный сустав, коксартроз, патогенез, вертикальная поза, ходьба, механическая модель



NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Этиология и патогенез

                                                                   


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 ...