К основному контенту

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА      12 .08.2025 Архипов СВ.  Травма LCF при ушибе тазобедренного сустава. Обзор , 2025.  Архипов СВ.  LCF при открытом вывихе бедра. Обзор , 2025. 11 .08.2025 Архипов СВ. Травма LCF при форсированных движениях. Обзор , 2025.  10 .08.2025 Архипов СВ.  LCF при закрытом травматическом вывихе бедра. Обзор , 2025.  18c.Italian_School. Картина. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  192 2M a y M. Картина. Изображение об стоятельств и механизма травмы LCF.  1930ShagallM.  Гуашь. Изоб ражение обстоятельств и механизма травмы LCF.  1920WalachJ. Гравюра. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  17c.SoleGG. Картина. Из ображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 08 .08.2025 Архипов СВ.  LCF при хондроматозе тазобедренного сустава. Обзор , 2025.  Архипов СВ.  LCF при пигментированном ворсинчато-узловом синовите тазобедренного сустава. Обзор , 2025....

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

НОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

  Н ОВЫЕ ПУБЛИКАЦИИ РЕСУРСА      12 .08.2025 Архипов СВ.  Травма LCF при ушибе тазобедренного сустава. Обзор , 2025.  Архипов СВ.  LCF при открытом вывихе бедра. Обзор , 2025. 11 .08.2025 Архипов СВ. Травма LCF при форсированных движениях. Обзор , 2025.  10 .08.2025 Архипов СВ.  LCF при закрытом травматическом вывихе бедра. Обзор , 2025.  18c.Italian_School. Картина. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  192 2M a y M. Картина. Изображение об стоятельств и механизма травмы LCF.  1930ShagallM.  Гуашь. Изоб ражение обстоятельств и механизма травмы LCF.  1920WalachJ. Гравюра. Изображение обстоятельств и механизма травмы LCF.  17c.SoleGG. Картина. Из ображение обстоятельств и механизма травмы LCF. 08 .08.2025 Архипов СВ.  LCF при хондроматозе тазобедренного сустава. Обзор , 2025.  Архипов СВ.  LCF при пигментированном ворсинчато-узловом синовите тазобедренного сустава. Обзор , 2025....

LCF при остеоартрите тазобедренного сустава. Обзор

  ligamentum capitis femoris при  остеоартрите тазобедренного сустава . Обзор Архипов С.В.     Содержание [i]   Резюме [ii]   Введение [iii]   Античность и протоантичность [iv]   Средние века [v]   17-й век [vi]   18-й век [vii]   19-й век [viii]   20-й век [ix]   21-й век [x]   Отрицательная патогенетическая связь [xi]   Положительная патогенетическая связь [xii]   Список литературы [xiii]   Приложение [i]   Резюме Представлены сведения о ligamentum capitis femoris (LCF) при артрозе (остеоартрите) тазобедренного сустава (коксартрозе) и ее роли в патогенезе данного заболевания. [ii]   Введение При подготовке диссертационной работы нами отмечено наличие множества заболеваний, при которых наблюдается патология LCF. Сведения о таких сочетаниях стали накапливаться и анализироваться. Этот процесс продолжается до сих пор. Здесь мы планируем собрать воедино все значимые цитаты и мысли, касающиеся изм...

Топография вертлужного канала. Классификация

Версия: 20250728 Топография вертлужного канала  Сторона - бедренная (латеральная) - тазовая (медиальная)   Содержимое - синовиальная жидкость - Ligamentum capitis femoris ( LCF) - белая жировая ткань - рыхлая соединительная ткань - синовиальная оболочка - поперечная связка вертлужной впадины - артерии - вены - нервы - лимфатические сосуды   Отделы - периферический отдел - центральный отдел - субсиновиальный отдел - супрасиновиальный отдел   Периферический отдел - входное отверстие -- верхний край -- нижний край -- передний край -- задний край - наружный отрезок (подсвязочный) -- верхняя стенка -- нижняя стенка -- задняя стенка -- передняя стенка - внутренний отрезок (внесвязочный) -- субсиновиальная часть (ярус) --- верхняя стенка --- нижняя стенка --- задняя стенка --- передняя стенка -- супрасиновиальная часть (ярус) --- верхняя стенка --- нижняя стенка --- задняя стенка --- перед...

К вопросу о патологии связки головки бедренной кости

  К вопросу о патологии связки головки бедренной кости Анурин А.С., Архипов С.В. Связка головки бедренной кости (СГБК) постоянное анатомическое образование тазобедренного сустава (ТБС). Ее нормальная анатомия хорошо изучена. Вместе с тем работы, освещающие состояние СГБК при патологии ТБС, немногочисленны. В связи с этим нами изучена патоморфология ТБС с акцентом на состояние СГБК при выполнении эндопротезирования по поводу коксартроза и перелома шейки бедра. В условиях ортопедического отделения прооперирован двадцать один пациент. Коксартрозом третьей степени страдали двенадцать человек, в числе которых было семь женщин и пять мужчин. Средний возраст лиц, больных коксартрозом, составил 54.6 лет. Перелом шейки бедра диагностирован у девяти пациентов, из них было семь женщин и двое мужчин. Средний возраст данной группы пациентов составил 62.7 лет. Всем пациентам произведено тотальное эндопротезирование ТБС и визуально изучалась его патоморфология. При интраоперационном визуальном ос...

LCF при врожденном вывихе бедра. Обзор

  ligamentum capitis femoris при  врожденном вывихе бедра. Обзор Архипов С.В.     Содержание [i]   Резюме [ii]   Введение [iii]   Античность [iv]   Средние века [v]   17-й век [vi]   18-й век [vii]   19-й век [viii]   20-й век [ix]   21-й век [x]   Отрицательная патогенетическая связь [xi]   Положительная патогенетическая связь [xii]   Список литературы [xiii]   Приложение [i]   Резюме Представлены сведения о ligamentum capitis femoris (LCF) при врожденном вывихе бедра и дисплазии тазобедренного сустава. [ii]   Введение При подготовке диссертационной работы нами отмечено наличие множества заболеваний, при которых наблюдается патология LCF. Сведения о таких сочетаниях стали накапливаться и анализироваться. Этот процесс продолжается до сих пор. Здесь мы планируем собрать воедино все значимые цитаты и мысли, касающиеся изменений LCF при врожденном вывихе бедра и дисплазии тазобедренного сустава. ...