Хип биомеханика

Видео: биомеханика вътрешни бедрените мускули ^ _ ^ анатомия и 3D анализ упражнения

бедро има 3 степени на свобода, тъй като позволява движението на бедрото в посока Антеропостериорните в посока на прибиране (перпендикулярно на първата посока) и въртящ се около вертикална ос на въртене осигурява всички фута (пръстите напред и настрани). Трябва да се отбележи, че всички тези движения са ограничени до сухожилията. На всеки етап на крака, която поддържа лицето, завъртяна спрямо таза около 1 радиан (57 °). Така ставния повърхност на бедрената кост (главата), радиусът на който е около 2 см, се плъзга по повърхността на ацетабулума и пътят се простира приблизително равна на радиус (2 cm).

В съответствие с формата на тазобедрената става и състоянието на околната тъкан, максималната обща амплитудата на движението на флексия-удължаване на 140 °, аддукция-абдукция - 75 ° въртене и - 90 °. При ходене използвани движения амплитудата на тазобедрената става много по-малко потенциално възможно: флексорния и движение екстензорен не надвишава 50 - 60 ° с минимална задействане, прибиране и въртене. В ежедневието, максималното натоварване на двигателя, който се пада на тазобедрената става, свързани с пускането на обувки или чорапи, и обикновено изисква около 160-170 ° общо общо мобилност, която включва флексия, отвличане и външна ротация.

Налягането на контакт на тазобедрената става.

Биомеханиката на тазобедрената става е сложен и варира в зависимост от позицията на човек ходене, самостоятелно, под стрес. Разграничаване двойно стъпка фаза, когато натоварването се разпределя равномерно между двете стави и поединично фаза, когато тежестта на тялото се разпределя на един крак. В тази стъпка фаза, от своя страна, се разпределят подкрепа на подкрепата на петата по целия крак и натиснете предната част на стъпалото (пръстите). Фугите са с много голям товар, степента на което зависи от теглото и скоростта на движение. По този начин, по време на ходене при скорост от 1 м / сек натоварване на тазобедрената става е 6 кН, което е много по-човек тегло.

HA Janson средно литература, цитирани в параметрите на натоварване (Р - телесно тегло без носещ крайник) на тазобедрената става при различни условия: при изпитването на огъване тазобедрената става с изпънатата натоварване на коляното е 2.0 F, с коляното сгъната - 1.0 P, в продължение - 2.0 P при абдукция - 0.6 P, в седнало положение - 0.1 P, като се разчита на двата крака - 0.3 P, като се позовава на този крак - 2.4 P, докато се движи при нормална скорост на плоска повърхност - 2.0 P, изкачване и спускане по наклонената плоскост - 2.5 P при бързо ходене - 4.3 R.

В натоварване изправено положение претърпява цялата ставния повърхност на тазобедрената става ацетабулум и около 70 - 80% от главата на бедрената кост е в контакт с гленоидалния кухина. Само долната повърхност на главата на бедрената кост и района около фовеята capituli фемори са на физическо натоварване, което съответства на местоположението на кръг сухожилие и мазнини бедрото тампон в овалната acetabuli. При ходене по време на движение в тазобедрената става ацетабулума арката (покрив), не изпитва траен натоварване, и само предната и задната част на контакт подкрепа главата с него. Използването на измерването на тазобедрената става ендопротези, установихме, че за контакт налягане раздел caudineural ацетабулума на пациента при ставане от стол е повече от 18 МРа. Този преход от частичен контакт в ставата на пълно движение в краката на подкрепата е причина за промени в натоварването зона на повърхността на главата на бедрената кост по време на ходене.

Ако има diskongruentnosti докато ходене може да се създаде контактна зона с високо налягане. Все пак, това не се случи, в резултат на деформация на двата слоя на ставния хрущял и основните субхондрални костите се увеличава контактната площ и съответствие на повърхностите на ставните. Така diskongruentnost в съвместните движи фаза на движението в съответствие с подкрепата на краката, което позволява на тазобедрената става, за да разпространява по-ефективно на големите сили на натоварване, но тя създава високо налягане в тазобедрената става по време на ходене - повече от 21 МРа. Това високо налягане се понася добре от здрави тазобедрената става, но присъствието на дисплазия редовна съвместна претоварване на същия костна част доведе до развитието на дегенеративни промени. Освен това, там е практически важен въпрос: осигуряване на трансфер изтриване полиетиленови продукти "смет" е не този натиск е фактор в тъканта около подножието и ацетабулума, след артропластика.

Разпределението на силите в тазобедрената става.

Основната идея на разпределението на силите, действащи в тазобедрената става може да бъде получена чрез статистически анализ на векторите на сили, действащи на ставата в една равнина, докато опорния крак. Две други по метод на изчисление се приема директно измерване на имплантирани устройства или математическо моделиране на стреса върху ставите по известен начин. Изследване на разпределението на товари в тазобедрената става е важно, за да се разбере по-добре функцията на нормалните и болните стави, патогенезата на патологичния процес в тазобедрената става, да се работи най-добрият метод на лечение по отношение на избора на най-доброто, на импланта, възможността на поправителен остеотомия и съставянето на индивидуална програма за възстановяване.

Използването Planar статичен анализ, разпределението на товара в тазобедрената става може да бъде представен като обикновен лостова система. В изправено положение с подкрепата на двата крака на центъра на тежестта на тялото преминава през Thx и Thxi диск. Перпендикулярна спадна от тази точка на хоризонтална линия, свързваща центровете на въртене (CR) бедрената глави, тя се разделя на две равни рамо (фиг. 1). Ако телесното тегло (58,7 кг) намалява чрез изваждане на теглото на краката на 36,8 кг, масата равно на 18.4 кг, действа на всяка глава на бедрената кост.

Когато поединично позиция центърът на тежестта е изместен надолу до нивото на LIII-LIV и ходене променя позицията си в съответствие с етапа на фаза. В този случай, на главата на бедрената кост две основни сили (фиг.2) Force K - телесно тегло минус теглото на носещите конструкции - вертикално, действащи чрез лост B- принуждават F, която се определя усилията на мускулите, които поддържат таза и цялото тяло в равновесие, валидни CR на главата от лостовете надолу таза надолу и странично. Съотношението между ръцете и В е 1: 3. Познаването на стойността на лоста и б, може да се изчисли степента на получената сила R, което действа върху главата на бедрената кост и сумата от големината на телесната маса и мускулна сила го неутрализират. Ако една точка фаза стъпка количество действащи сили относително въртене център на главата е равно на нула, т.е. А = М х К х б.

Мускулната сила М се състои от действие Pelvoux-trohanternoy групи мускули и гръбначния kruralnoy. Pelviotrohanternaya група включва мм. седалищен и малкият, т. piriformis, т. или-; опсоас. Тяхната получената сила е в по-големия трохантер и е насочен под ъгъл от 29,3 ° надолу и навън. Гръбначния kruralnuyu група съдържа т. тензор фасция лата, m.rectus феморис, m.sartorius, неговата получената сила намира в малка трохантер под ъгъл от 5,5 °, насочено отзад и медиално. Общият получената сила M простира надолу вътре навън и образува ъгъл от 21 ° с вертикална линия.

Force М може да присъства под формата на два компонента: ч сила е насочена вертикално надолу и сила Qm - хоризонтално в напречна посока. По този начин, в центъра на въртене на тазобедрената става главата на акта на бедрената кост след сили: Pm и R - вертикална и опашната посока и Qm - в хоризонтална и страничен (Фигура 3.).

Фиг. 1. Разпределение на натоварването на тазобедрената става, като се разчита на двата крака: К - маса на тялото, с изключение на теглото на двете долните крайници, CR - центъра на въртене на главата на бедрената кост. (Bombelli R., 1993).

Фиг. 2. Силата действа на тазобедрената става с фаза една точка смола могат да бъдат разделени на два компонента: К - маса на тялото, с изключение на теглото на крайния актове вертикално чрез сила ръка b- похитителя мускул М поддържа тазовата баланс и действа върху центъра на въртене CR от лост. В равновесие таза К б = М х х а. (Bombelli R., 1993).

Фиг. 3. Вертикалната сила R, което действа неговите два компонента - Pm (сила ацетабулум налягане на главата) и Qm (сила насочено към отместването на главата на бедрената кост навън), балансирана срещу силата на земята противоналягането R1, която, от своя страна, показва вертикален компонент Р и хоризонталата Въпрос: Всички компоненти действащи сили са в равновесие само когато хоризонталната наклон на ацетабулума.

Паралелно операционна сила Pm и К се добавя, което води до получената сила R, който е насочен под ъгъл от 15,4 ° спрямо вертикалната линия. Тази сила се противопоставя на равно и противоположно насочена сила на R1, която избутва главата в ацетабулум. От друга страна, косо насочена сила R1 може да бъде представена от две сили: на работната прибиране на главата в ацетабулума (Qm) и сила на компресия глава (F). Всяка от тези сили се противопоставят еквивалентни но противоположно насочена сила компоненти на получената сила Р. Това е важно да се види разликата между R получената сили и R1. Група R насочен към центъра на главата и не зависи от позицията и наклона на ацетабуларния кухина на тазобедрената става. Той се противопоставя на сила R1 - това противоналягане сила главата на бедрената кост и ацетабулума и работи директно през покрива на ацетабулума: Q натискане сила насочена успоредно на повърхността на хрущяла, и сила F - перпендикулярно на повърхността. Тяхната големина и посока зависи от наклона на ацетабулума. Едва когато тялото на ацетабулума е хоризонтална, всичките четири сили са в равновесие. Ако е ацетабулум е kraniolateralnuyu наклон (с дисплазия ацетабулум), мощност Q намалява и силата преобладава Qm, предназначена да премине главата на бедрената кост от ацетабулум. С намаляване на сила Q настъпва компенсаторно увеличение на силата на натиск на главата R.

Това е този дисбаланс на енергия води до прогресивно сублуксация на главата на бедрената кост с образуване на остеофити на долния вътрешната повърхност на главата на бедрената кост. Когато kraniomedialnoy наклон на ацетабулума (ефектите дъното ацетабуларния фрактури, или ревматоиден артрит) увеличава сила Q, предназначена да премине главата вътре и сила Р намалява (фиг. 4, 5).

Важен фактор при оценката на биомеханични предпоставки за развитието на много патологични процеси на тазобедрената става е анализът на формулата на равенството на въртящ момент. Тъй като разстоянието между големия трохантер и центъра на бедрената въртене на главата (това се наблюдава в coxa Valga, хип скъсяване поради травма или предишната заболяване на Legg-Calve-Perthes и др.) Се редуцира рамо и което води до пропорционално нарастване на мускулната сила М, и общата сили R и R1, в качеството на тазобедрената става (съгласно формула R = R х в / а).

Когато разстоянието между големия трохантер и центъра на въртене на главата на бедрената кост (coxa Vara) увеличава лостово рамо Получената мускулната сила и съответно намалява големината на резултантната сила на мускулна М.

Flexion водещи съвместно контрактура с външен монтаж на краката, най-често в коксартроза, предизвиква значително увеличаване на натоварването на тазобедрената става. В същото време е налице разминаване в таза, в резултат на което се разчита на ранения крак в по-голям обем на центъра на тежестта в нереферентна страна на долния крайник. Това увеличава рамо на тежестта на лоста на пациента, а оттам и на момента на сила К х б. В съответствие с ставата да балансира необходимостта голяма мускулна сила F, която в крайна сметка увеличава общото натоварване на ставата.

Тези принципи и изчисления на натоварването на случаите на хип покритието на имплантиране на изкуствени съвместни (протеза). Интересни резултати се получиха от триосно телеметрия, след пълна подмяна хип. В позицията се разчита на два крака, измерената натоварването на ставата е равна на телесно тегло. Поотделно заредите крак 2 съответства на 1 натоварване тегло върхове, наблюдавани по време на ходене и равна на от 2 до 6, 2, 8 тегло Теда. Телеметрични измервания показват появата на големи сили да се обърне в главата и шията на протезата с ротационни движения - тяхната стойност е повече от 22 N х т.

Фиг. 4. Когато наклонена подреждане на ацетабулума съотношението на силите е счупен. Когато kraniolateralnoy наклон (а) е доминиран от сили, насочени към отместването на главата на бедрената кост от ацетабулум vpadiny- kraniomedialnom местоположението на ставния повърхността на ацетабулума (в) се увеличава силата, G, което води до прекомерно налягане глава средната посока в сравнение с здрави съединение (б) , (R. Bombelli, 1983).

Фиг. 5. рентгенографии и skiagraph пациент S. с Издатината коксартроза. Развитието на дегенеративни промени са допринесли за обременяване на ставите се дължи на наклона kraniomedialnoy ацетабулума след грешен сраснат фрактура на долната си.

RM Tikhilov, VM Пазарна поръчка
RNIITO тях. RR Vreden, Санкт Петербург

Споделяне в социалните мрежи:

сроден