Биомеханика в детской ортопедии

Биомеханика
Биомеханика в детской ортопедии

Биомеханика — раздел биологии, рассматривающий биологические объекты в свете законов механики.

 
Биомеханические исследования занимают все больше места в обследовании больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата, помогают правильному выбору методов лечения. По словам выдающегося ортопеда-травматолога М.И. Ситенко «биомеханика является основой ортопедического мышления». Основными разделами биомеханики являются следующие: общая биомеханика — изучает биомеханику всего тела, частная биомеханика занимается изучением биомеханики отдельных частей тела, чисто механика изучает механические свойства тканей. В общей механике очень важным исследованием является изучение расположение центра тяжести человеческого тела, его проекции на площадь опоры, а также пространственного соотношения между вектором центра тяжести и различными суставами. Это позволяет изучать возможность блокировки суставов, оценивать компенсаторные, приспособительные изменения в опорно-двигательном аппарате. Общий центр тяжести тела слагается из центров тяжести отдельных частей тела. Поэтому при движениях человека и перемещении массы частей тела перемещается и общий центр тяжести, но для сохранения равновесия его проекция не должна выходить на пределы площади опоры. Степень подвижности опорно-двигательного аппарата человека зависит от характера соединений частей скелета. Соединения возможны при помощи костной ткани — синостоз. При таком соединении движение между костями невозможно и они соединяются в единое целое (кости таза, крестец). Соединительнотканное сращение — синдесмоз — обладает минимальной подвижностью (крестцово-подвздошное сочленение, межберцовый синдесмоз). Хрящевое соединение — синхондроз — имеет малую степень подвижности. Наибольшая подвижность костей возможна при соединении их через сустав. Для характеристики движений в суставах пользуются тремя взаимоперпендикулярными осями — вертикальной, фронтальной и сагиттальной. По количеству осей различают трехосевые, двухосевые и одноосевые суставы. Форма трехосевых суставов приближается к шаровидной (плечевой, тазобедренный суставы). Двухосевые суставы образуются в результате неточного совпадения сочленяющихся поверхностей костей (лучезапястный, атланто-затылочный). Одноосевые суставы обычно имеют цилиндрическую или блоковидную форму (плечелоктевой, межфаланговый, коленный суставы). В трехосевых суставах возможны движения во всех трех плоскостях, в двухосевых — в двух плоскостях, а в одноосевых — сегменты конечности перемещаются только в одной плоскости. Кости скелета, соединенные суставами, образуют кинематические цепи. Если кинематические цепи заканчиваются свободно, они называются открытыми. Если кинематическая цепь замыкается, т.е. последний член замыкается с первым, она превращается в замкнутую. Примером открытой кинематической цепи является любая конечность. Примером замкнутой кинематической цепи может служить соединение ребер с позвоночником и грудиной.
Подвижность кинематических цепей обеспечивается работой мышц. В кинематической цепи осью вращения являются суставы, а рычагами — кости. В зависимости от соотношения осей вращения и точек приложения сил различают рычаги первого рода и рычаги второго рода. В рычаге первого рода обе силы направлены в одну сторону, а ось вращения расположена между точками приложения сил. Примером рычага первого рода может служить работа мышц при удержании тела в тазобедренном суставе. В рычаге второго рода обе силы имеют разное направление, а точки их приложения расположены по одну сторону оси вращения рычага. При удержании груза в руке, согнутой в локтевом суставе образуется рычаг второго рода. По «золотому правилу» механики, чем длиннее одно плечо рычага, тем меньшую силу надо приложить для сохранения равновесия в этом рычаге, а чем короче плечо рычага, тем больше требуется силы. Это создает значительные нагрузки на костно-мышечный аппарат, которые могут в несколько раз превышать перемещаемый или поднимаемый груз.
Биомеханические исследования позволяют разработать конкретные рекомендации для лечения больных с заболеваниями опорно-двигательного аппарата. Коррегируя деформации опорно-двигательного аппарата, врач должен учитывать биомеханические последствия оперативных вмешательств, а также правильно определять первичные и вторичные биомеханические нарушения. Например, искривление позвоночника может явиться результатом наклона таза, вызванного приводящей контрактурой бедра. Лечение в этом случае необходимо начинать с устранения контрактуры. У больных с множественными поражениями суставов и сложными деформациями скелета ортопед должен учитывать взаимозависимость звеньев опорно-двигательного аппарата. Коррегирующие операции следует производить с таким расчетом, чтобы обеспечить возможность стояния, сидения и передвижения больного. При этом, проекция центра тяжести тела не должна выходить за площадь опоры.
Биомеханические исследования имеют большое значение для профилактики деформаций опорно-двигательного аппарата. Изучение распределения нагрузок на стопе позволяет создать рациональную обувь. Биомеханически обоснованная конструкция мебели формирует правильную осанку и т.д.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


Добавьте «Medical Insider» в любимые источники Яндекс Новости


Оцените статью
( Пока оценок нет )
Поделиться с друзьями