Біомеханічна класифікація опорно-рухового апарату

Размещено на http://www.allbest.ru/

БІОМЕХАНІЧНА КЛАСИФІКАЦІЯ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ

1. Біокінематичні пари та ланки

2. Ступені вільності в біокінематичних ланках

3. Важелі (ричаги) в біокінематичних ланках

Для об'єктивного аналізу рухів та рухових дій людини необхідно використовувати відомі біомеханічні дані про її руховий апарат як про матеріальну систему процесу рухів її тіла. Пропоновані теоретичні матеріали (зокрема, класифікація рухової системи, використовувані у ній термінологічні та графічні позначення, рівняння, методи розрахунків та аналізу пар, ланцюгів рухових механізмів) дозволяють розв'язати багато завдань із визначення біокінематичної структури практично будь-якого рухового акту.

Опорно-руховий апарат (ОРА) -- це система кісткових важелів, що приводиться у дію м'язами. Руховий апарат людини, з точки зору біомеханіки, являє собою систему біокінематичних ланцюгів, усі ланки котрого об'єднані у біокінематичні пари і мають між собою зв'язки, що визначають їх зовнішню свободу рухів.

Одним із способів моделювання рухового апарату є уявлення про нього як про систему взаємозв'язаних біокінематичних ланок. У реальних умовах функціонування організму усі рухомі ланки тіла мають між собою кінематичні зв'язки, котрі обмежують їх зовнішню свободу рухів. Завдяки цим зв'язкам усі біокінематичні ланки об'єднані у біокінематичні пари. У руховому апараті людини на відносний рух кожної ланки будь-якої біокінематичної пари (залежно від способу з'єднання її ланок) накладено певні обмеження. На характер вказаних обмежень впливають такі чинники, як пластичний стан тканин, шо беруть участь в утворенні будь-якого сполучення, а якщо це суглоб, то ще й форма поверхні кісток, що сполучаються, наявність того чи іншого допоміжного апарату, участь у рухах певних груп м'язів та наявність різних морфологічних компонентів. Усе це для зручності дослідження можна об'єднати таким поняттям, як умови зв'язку біоланок у біокінематичних парах. Те чи інше число умов зв'язку (s) обмежує рухомість кожної біоланки у парі. Це число теоретично не може бути менше 1 або більше 5 у силу максимально можливих 6 ступенів свободи руху усякого незв'язаного тіла (1<s<5). Кількість ступенів свободи у будь-якій біокінематичній парі рухового апарату (Н) визначають виходячи із залежності між числом умов зв'язку у парі та загальними можливостями руху у тривимірному просторі:

Н=6-S

Якщо враховувати, що кількість умов зворотного зв'язку біоланок теоретично можлива тільки у межах від 1 до 5, то слід було б виділити біокінематичні пари п'яти класів. Тоді з попереднього рівняння можна було б визначити число зв'язків практично будь-якої біокінематичної пари рухового апарату людини. руховий біокінематичний ланцюг кінцівка

Таким чином, біокінематична пара І класу мала б п'ять ступенів свободи рухів ланок, II класу -- чотири, III класу -- три, IV класу -- два, пара V класу мала б тільки один ступінь свободи рухів. У руховому апараті немає жодної біокінематичної пари 1 та II класу. Таким чином, можна констатувати, що жодна з ланок не має чотирьох, а тим більше п'яти ступенів свободи руху щодо своєї пари. Ланки біокіне- матичних пар мають максимум три ступеня свободи щодо своєї пари, тому при класифікації їх можна віднести до пар III класу. Такими парами є плече й лопатка, зчленовані у плечовому суглобі, та деякі інші. Біокінематичними парами IV класу слід, зокрема, вважати передпліччя та кисть, зчленовані у променевозап'ястковому суглобі. Класифікація біокінематичних пар за класами передбачає також урахування усіх рухів тіла, що спричинює необхідність більш дрібного поділу в кожній парі. Зважаючи на те, що пар І та II класів в руховому апараті людини не виявлено, розглянемо можливі відмінності біокінематичних пар III, IV та V класів (рис. 6.1).

Усі можливі рухомі пари 111 класу теоретично можна поділити на чотири види: перший дозволяє виконати тільки три обертальних рухи ланок, другий -- два обертальних і один поступальний, третій -- один обертальний та два поступальних, четвертий -- три поступальних рухи. За даними біомеханічних досліджень, серед біокінематичних пар III класу у людини є пари тільки першого виду, оскільки в усіх зчленуваннях з парами цього класу за звичайних умов можливі тільки три обертальних рухи.

Пари IV класу також можна поділити на три види. У парах першого виду цього класу можливі тільки два обертальних рухи, другого виду -- один обертальний та один поступальний і третього -- два поступальних рухи ланок. У руховому апараті людни за звичайних умов серед пар четвертого класу зустрічаються пари тільки першого виду.

Рухомі пари V класу теоретично можуть бути усього двох видів. Перший вид має один обертальний рух, другий -- один поступальний рух ланок.

• біокінематичних парах V класу у людини зустрічаються переважно пари першого виду, хоча за певних умов можна припустити наявність пари і другого виду. Шодо пар VI класу можна припустити відсутність можливих рухів в них.

Згідно з наведеними даними, біокінематичні пари опорно-рухового апарату структурно і функціонально об'єднані у біокінематичні ланцюги. Цей принцип організації у руховому відношенні видається надзвичайно вигідним та раціональним.

Біокінематичним ланцюгом слід вважати зв'язані між собою біокінематичні пари з урахуванням їх природного місця в опорно-руховому апараті та біологічної ролі, що філогенетично склалася, в організмі людини. Морфологічно ці ланцюги визначаються як прості або складні залежно від того, кільком парам належать їх ланки. У простому біокінетичному ланцюгу кожна ланка є елементом не більше двох пар; складний ланцюг може включати біоланки, шо входять у три і більше кінематичні пари.

Прості та складні рухомі ланцюги можуть бути також замкненими й незамкненими. До замкнених біокінематичних ланцюгів належать біоланки, котрі входять не менше ніж у дві біокінематичні пари. Незамкнені біокінематичні ланцюги містять біоланки, що входять тільки в одну рухому пару.

Число ступенів свободи руху біокінематичних ланцюгів опорно- рухового апарату людини (Н) відповідно до урахування числа пар І класу (В,), II класу (В₂), III класу (В₃), IV класу (В₄), V класу (В₅) та класу (В₆). З усіх можливих ступенів свободи ланок біокінематичного ланцюга,

що розглядається, виключаються ступені свободи, що обумовлені наявністю відповідного числа умов зв'язку.

Назва біокінематичного ланцюга складається з абревіатури ВКС (bios, kinesis, catena -- ланцюг, що біологічно рухається), індексу, котрий позначається латинською літерою р (part -- частина) та початкової літери латинської назви частини тіла або скелета: голови, тулуба (хребетний стовп, грудна клітка), пояса верхніх кінцівок (плечовий), вільних верхніх кінцівок, пояса нижніх кінцівок (таз) та нижніх кінцівок. Наприклад, біокінематичний ланцюг вільної верхньої кінцівки записують так: BKC_pm. (ms -- memrum superius -- верхня кінцівка).

У принципі все тіло людини залежно від мети дослідження можна розглядати як єдиний біокінематичний ланцюг: BKC_shs, де індекс складається з перших літер слів soma (тіло), homo sapiens (людина розумна). Якщо треба позначити біокінематичний ланцюг, що складається не з усіх ланок частини тіла, то індекс утворюють від назв відповідних кісткових утворень або відділів. Наприклад, біокінематичний ланцюг грудного відділу хребта слід записати так: BKC_(cv, де t -- thoracalis (грудний), cv -- columna vertebralis (хребетний стовп).

У записах біокінематичних пар в абревіатурі ВКС останню літеру замінюють на Р. Для того щоб показати, до якого ланцюга належить пара, при абревіатурі зберігають індекс відповідного ланцюга (наприклад, BKP_cv -- пара хребетного стовпа). У даному випадку, однак, не можна встановити, яка це пара, тому слід повідомити також її порядковий номер, починаючи від проксимального кінця хребетного стовпа ВКР_{с І0} (або BKP_{CV |0}). Для стислості біокінематичні ланки (BKS) називають за першими літерами латинських анатомічних назв кісток. Якщо дві ланки мають однакову назву, наприклад хребці (vertebra) у хребетному стовпі, то їх називають від проксимального кінця ланцюга.

Класифікацію доцільно починати з розгляду біоланок голови. Скелет голови -- череп -- складається з численних кісткових утворень, але значні рухи можливі тільки у скронево-нижньошелеповому суглобі. Він утворює біокінематичну пару ВКР_сІ, що складається з мозкового та частини лицьового черепа (одна біоланка) і нижньої щелепи (друга біоланка). Морфологічно та функціонально біоланка голови зв'язана з хребетним стовпом (рухи голови відбуваються у зчленуваннях з хребетним стовпом, головний та спинний мозок нерозривно звязані у цілісну центральну нервову систему тощо), тому часто біоланки голови не класифікують як окремий ланцюг, а розглядають як біопару біокінематичного ланцюга хребетного стовпа.

Хребетний стовп являє собою складний багатоланковий ланцюг (ВКС_СУ_,), утворений атланто-потиличним зчленуванням, що об'єднує ланку черепа та першого шийного хребця. Таким чином можна визначити назви усіх біокінематичних пар ВКС_су: С-1 -- власна пара черепа; су-1 -- пара, утворена біоланкою черепа та 1-м хребцем; су-2 -- пара 1-го та 2-го хребців і т. д. Остання, 26-та, пара (су-26) включає біоланки крижів та куприка (рис. 6.2).

Оскільки різноманітні рухи хребетного стовпа автономні, то доцільно у його загальному біокінематичному ланцюгу виділити ще три ланцюги, визначені наявністю трьох рухомих відділів -- шийного, грудного та поперекового: с\с -- біокінематичний ланцюг шийного відділу; суі -- біокінематичний ланцюг грудного відділу; суі -- біокінематичний ланцюг попереково-крижово-куприкового відділу.

Грудна клітка складається з численних кісткових утворень складної форми, шо мають різноманітні ступені рухомості. Але й вона може бути представлена як єдиний біокінематичний ланцюг ВКС_іЬ. Грудні хребці відносяться як до біокінематичного ланцюга хребетного стовпа, так і до біокінематичного ланцюга грудної клітки. З'єднання ВКС_су та ВКС_1Н здійснюються у місці зчленування ребер та хребців. Тому за існуючою біомеханічною номенклатурою ці утворення позначають як з'єднання двох відносно рухомих ланцюгів, а самі зчленування для більш детального вивчення рухів розглядають окремо при спостереженнях за переміщенням ребер та груднини. По суті, такий поділ не являє собою розчленування цілісної ділянки, а тільки полегшує її вивчення за порівняно простими частинами.

Чотири нижніх вільних ребра практично можуть переміщуватися незалежно від інших біоланок грудної клітки. Цей факт, а також те, що дані ребра з хребцями з'єднані рухомо, дозволяє іноді розглядати їх як самостійні біоланки, що зв'язані лише з хребетним стовпом.

Згідно з біомеханічною класифікацією, у біокінематичному ланцюзі грудної клітки є 40 основних біокінематичних пар та 4 додаткових. Оскільки кожне ребро з'єднується з грудниною своєю грудною частиною, а з хребцями -- хребцевою, то воно фактично утворює дві пари (одну -- з хребцем, другу -- з грудниною). Зважаючи на це, до назв усіх пар замість порядкових цифр додали індекси "a" (anterior -- передній) та "р" (posterior -- задній), "s" (sinister -- лівий) та "d" (dexer -- правий). Таким чином, перші чотири біокінематичні пари-грудної

Біокінематичний ланцюг пояса верхніх кінцівок BKC_cms складається з чотирьох біокінематичних пар, що рухомо з'єднують груднину, ключицю та лопатки (рис. 6.3): cms_s-l -- ліва пара (груднина та ліва ключиця); cms_s-2 -- ліва пара (ліва ключиця та ліва лопатка); cms_d-l -- права пара (права ключиця та груднина); cms_d-2 -- права пара (права ключиця та права лопатка).

Біокінематичні ланцюги правої та лівої верхніх кінцівок з'єднуються з біокінематичним ланцюгом пояса верхніх кінцівок своїми першими парами (ms_s-l та ms_d-l). Праву та ліву другі пари будуть складати плечова та ліктьова кістки, з'єднані плечоліктьовим суглобом (ms_s-2 та ms_d-2). Треті пари утворені плечовими та променевими кістками, зчленованими плечопроменевими суглобами (ms_s-3 та ms_d-3). Четверті пари складаються з проксимальних кінців променевої та ліктьової кісток, об'єднаних у променеліктьовий суглоб (ms_s-4 та ms_d-4). П'яті біокінематичні пари (ms_s-5 та ms_d-5) складені дистальними кінцями ліктьової та променевої кісток у дистальному променево-ліктьовому суглобі. Шоста пара утворена дистальною частиною ліктьової кістки та латеральною частиною проксимальної поверхні півмісяцевої кістки (ms_s-6). Сьома пара включає дистальну частину променевої кістки та латеральну частину півмісяцевої (гп5₅-7). Восьма пара складається з дистальної частини променевої кістки та проксимальної частини човноподібної кістки (ид-в). Дев'ята пара утворена горохоподібною кісткою та медіальною частиною тригранної кістки (пд-9).

Десята пара утворена латеральною частиною тригранної кістки та медіальною частиною півмісяцевої (пд-10). Одинадцята пара складається з дистальної частини тригранної кістки та проксимальної частини гачкоподібної кістки (пд-П). Дванадцята пара утворена латеральною частиною гачкоподібної кістки та медіальною частиною головчастої кістки (пд-П).

Тринадцята пара утворена медіальною поверхнею проксимальної частини головчастої кістки та дистальною частиною півмісяцевої (пд-13). Чотирнадцята пара включає латеральну поверхню дистальної частини човноподібної кістки (пд-14). П'ятнадцята пара складається з

латеральної частини головчастої кістки та медіальної частини малої багатокутової кістки (пд-15). Шістнадцята пара складається з проксимальної частини малої багатокутової кістки та латеральної поверхні дистальної частини човноподібної кістки (гід,-16). Сімнадцята пара утворена латеральною частиною малої багатокутової кістки та верхньою медіальною гранню великої багатокутової кістки (пд-17). Вісімнадцята пара включає проксимальну частину великої багатокутової кістки'та латеральну поверхню дистальної частини човноподібної кістки (пд-18). Дев'ятнадцята пара утворена медіальною поверхнею дистальної частини гачкоподібної кістки та проксимальною частиною п'ятої п'ясткової кістки (гід-19). Двадцята пара складається з проксимальних частин п'ятої та четвертої п'ясткових кісток (пд-20). Двадцять перша пара утворена медіальною поверхнею проксимальної частини четвертої п'ясткової кістки та латеральною поверхнею дистальної частини гачкоподібної кістки (пд-21). Двадцять друга пара складається з латеральної поверхні проксимальної частини четвертої п'ясткової кістки та матеріальної частини дистальної поверхні головчастої кістки (пд-22). Двадцять третя пара включає латеральну суглобову поверхню проксимальної частини четвертої п'ясткової кістки та медіальну поверхню проксимальної частини третьої п'ясткової кістки (іш₅-23). Двадцять четверта пара складається з проксимальної частини третьої п'ясткової кістки та дистальної частини головчастої кістки (шз₅-24). Двадцять п'ята пара утворена латеральною суглобовою поверхнею третьої п'ясткової кістки та медіальною суглобовою поверхнею проксимальної частини другої п'ясткової кістки (гп5₅-25). Двадцять шоста пара складається з латеральної поверхні дистальної частини головчастої кістки та медіальної суглобової поверхні проксимальної частини третьої п'ясткової кістки (0^-26). Двадцять сьома пара включає дистальну поверхню малої багатокутової кістки та середню ділянку проксимальної поверхні другої п'ясткової кістки (ГПД.-27). Двадцять восьма пара утворена латеральною суглобовою поверхнею проксимальної частини другої п'ясткової кістки та дистальна-медіальною поверхнею великої багатокутової кістки (т5₅-28). Двадцять дев'ята пара складається з проксимальної частини першої п'ясткової кістки та дистальної частини великої багатокутової кістки (пґі5₅-29). Тридцята пара складається з проксимальної частини першої фаланги п'ятого пальця та дистальної частини п'ятої п'ясткової кістки (гш,.-30). Тридцять перша пара утворюється проксимальною частиною першої фаланги четвертого пальця та дистальною частиною четвертої п'ясткової кістки (гг^-ЗІ). Тридцять друга пара включає дистальну частину третьої п'ясткової кістки та проксимальну частину першої фаланги третього пальця (гп5₈-32). Тридцять третя пара складається з дистальної частини другої п'ясткової кістки та проксимальної частини першої фаланги другого пальця (тз₅-33). Тридцять четверта пара утворена дистальною частиною першої п'ясткової кістки та проксимальною частиною першої фаланги першого пальця (іш₅-34). Тридцять п'ята пара утворена дистальною частиною першої фаланги п'ятого пальця та проксимальною частиною його другої фаланги (гт^-Зб). Тридцять шоста пара включає дистальну частину першої фаланги четвертого пальця та проксимальну частину його другої фаланги (т5,.-3б). Тридцять сьома пара складається з дистальної частини першої фаланги третього пальця та проксимальної частини його другої фаланги (гп5₅-37). Тридцять восьма пара включає дистальну частину першої фаланги другого пальця та проксимальну частину його другої фаланги (гп5₅-38). Тридцять дев'ята пара утворена дистальною частиною першої фаланги першого пальця та проксимальною частиною його другої фаланги (ш$₅-39). Сорокова пара складається з дистальної частини другої фаланги п'ятого пальця та проксимальної частини його третьої фаланги (гп5₅-40). Сорок перша пара складається з дистальної частини другої фаланги четвертого пальця та проксимальної частини його третьої фаланги (ш5₈-41). Сорок друга пара включає дистальну частину другої фаланги третього пальця та проксимальну частину його третьої фаланги (ш$₅-42). Сорок третя пара утворена дистальною частиною другої фаланги другого пальця та його третьою фалангою (гп5₅-43).

Обидві (права й ліва) верхні кінцівки людини мають загалом 86 біокінематичних пар, об'єднаних функціонально та морфологічно у біокінематичні ланцюги вільних верхніх кінцівок. Природно, шо у процесі вивчення найрізноманітніших рухів можуть виникнути такі умови, за котрих найбільш зручно розглядати інші варіанти біокінематичних ланцюгів. Зокрема, такими ланцюгами можуть бути з'єднання пар тільки кисті, передпліччя тощо. Разом з тим запропоновані поділи кінцівок на відповідні біокінематичні пари завжди будуть основними елементами кінематичної структури усіх можливих ланцюгів та біокінематичних механізмів, утворених за участю вільних верхніх кінцівок.

Біокінематичний ланцюг пояса нижніх кінцівок -- таза (ВКСр) складається з трьох біокінематичних пар. Перша пара (р-1) утворена лобковими частинами правої та лівої тазових кісток, хоча тут має місце зрощення з деякою відносною рухомістю. Друга біокінематич- на пара таза (р-2) утворена крижовою частиною правої клубової кістки та крижами, третя пара (р-3) включає крижову частину лівої клубової кістки та крижі (рис. 6.4).

Біокінематичні ланцюги правої та лівої нижніх кінцівок (ВКСті) з'єднуються з ланцюгом пояса нижніх кінцівок своїми першими парами -- ті₅-1 та т^-і.

Друга біокінематична пара ВКСті₅-2 утворена дистальною частиною стегнової кістки та проксимальною частиною великогомілкової. Третя пара (ті₅-3) утворена передньою поверхнею дистальної частини стегнової кістки та задньою (проксимальною) частиною надколінної чашечки. Четверта пара (ті₅-4) утворена дистальною частиною задньої поверхні надколінної чашечки та поверхнею проксимальної частини великогомілкової кістки. П'ята пара (ті₅-5) включає медіальну поверхню проксимальної частини великогомілкової кістки та латеральну поверхню проксимальної частини малогомілкової кістки. Шоста пара (ті₅-6) включає медіальну поверхню дистальної частини велико-гомілкової кістки та латеральну поверхню дистальної частини малогомілкової кістки. Сьома пара (гпі₅-7) утворена дистальною частиною великогомілкової кістки та проксимальною частиною таранної кістки. Восьма пара (ші_г8) утворена медіальною поверхнею дистальної частини малогомілкової кістки та латеральною поверхнею проксимальної частини таранної кістки. Дев'ята пара (ті,.-9) утворена дистальною частиною таранної кістки та проксимальною частиною п'яткової кістки. Десята пара (ті,.-10) включає передню частину таранної кістки та задню частину човноподібної кістки. Одинадцята пара (гпі^-11) містить.передню частину п'яткової кістки та задню частину кубоподібної кістки. Дванадцята пара (ті,-12) утворена передньою частиною човноподібної кістки та проксимальною частиною латеральної клиноподібної кістки. Тринадцята пара (ті,.-13) утворена латеральною частиною клиноподібної кістки та медіальною частиною кубоподібної кістки. Чотирнадцята пара (ті,-14) утворена медіальною частиною латеральної клиноподібної (першої) кістки та латеральною частиною внутрішньої клиноподібної (другої) кістки. П'ятнадцята пара (ті,.-15) включає дистальну (передню) поверхню човноподібної кістки та проксимальну частину внутрішньої (другої) клиноподібної кістки. Шістнадцята пара (ті,-16) утворена медіальною частиною внутрішньої (другої) клиноподібної кістки та латеральною частиною медіальної (першої) клиноподібної кістки. Сімнадцята пара (ті₅-17) складається з медіальної частини дистальної поверхні човноподібної кістки та проксимальної частини медіальної (першої) клиноподібної кістки. Вісімнадцята пара (ті,.-18) включає латеральну поверхню дистальної частини кубоподібної кістки та проксимально-медіальну частину плеснової кістки. Дев'ятнадцята пара (ті,.-19) включає медіальну поверхню проксимальної частини п'ятої плеснової кістки та латеральну поверхню проксимальної частини четвертої плеснової кістки. Двадцята пара (ті_ь-20) утворена медіальною поверхнею дистальної частини кубоподібної кістки та проксимальною частиною четвертої плеснової кістки. Двадцять перша пара (ті_$-21) утворена медіальною поверхнею проксимальної частини четвертої плеснової кістки та латеральною поверхнею проксимальної частини третьої плеснової кістки. Двадцять друга пара (ті₅-22) утворена дистальною частиною латеральної (третьої) клиноподібної кістки та проксимальною частиною третьої плеснової кістки. Двадцять третя пара (пД-23) утворена медіальною поверхнею проксимальної частини третьої плеснової кістки та латеральною поверхнею другої плеснової кістки. Двадцять четверта пара (ті₅-24) утворена дистальною частиною медіальної поверхні латеральної (третьої) клиноподібної кістки та проксимальною частиною латеральної поверхні другої плеснової кістки. Двадцять п'ята пара (тц-25) включає дистальну частину середньої (другої) клиноподібної кістки та проксимальну частину другої плеснової кістки. Двадцять шоста пара (ті.-26) складається з дистальної частини латеральної поверхні медіальної (першої) клиноподібної кістки та медіальної поверхні проксимальної частини другої плеснової кістки. Двадцять сьома пара (ші₅-27) включає дистальну частину медіальної (першої) клиноподібної кістки та проксимальну частину першої плеснової кістки. Двадцять восьма пара (ші₅-28) утворена дистальною частиною п'ятої плеснової кістки та проксимальною частиною першої фаланги п'ятого пальця. Двадцять дев'ята пара (ші₅-29) утворена дистальною частиною четвертої плеснової кістки та проксимальною частиною першої фаланги четвертого пальця. Тридцята пара (ті₅-30) включає дистальну частину третьої плеснової кістки та проксимальну частину першої фаланги третього пальця. Тридцять перша пара (ті₅-31) складається з дистальної частии другої плеснової кістки та проксимальної частини першої фаланги другого пальця. Тридцять друга пара (ті₅-32) включає дистальну частину першої плеснової кістки та проксимальну частину першої фаланги першого пальця. Тридцять третя пара (тц-33) утворена дистальною частиною першої фаланги п'ятого пальця та проксимальною частиною його другої фаланги. Тридцять четверта пара (ті_з-34) включає дистальну частину першої фаланги четвертого пальця та проксимальну частину його другої фаланги. Тридцять п'яту пару (ші_$-35) складають дистальна частина першої фаланги третього пальця та проксимальна частина його другої фаланги. Тридцять шоста пара (ті₅-36) складається з дистальної частини першої фаланги другого пальця та проксимальної частини його другої фаланги. Тридцять сьома пара (ш^-37) утворена дистальною частиною першої фаланги першого пальця та його другою фалангою. Тридцять восьма пара (ші₅-38) утворена дистальною частиною другої фаланги п'ятого пальця тайого третьою фалангою. Тридцять дев'ята пара (ті₅-39) утворена дистальною частиною другої фаланги четвертого пальця та його третьою фалангою. Сорокова пара (ші₅-40) складається з дистальної частини другої фаланги третього пальця та його третьої фаланги. Сорок перша пара (ті₅-41) утворена дистальною частиною другої фаланги другого пальця та його третьою фалангою.

Таким чином, враховуючи парність нижніх кінцівок, у системі їхніх біокінематичних ланцюгів можна встановити 82 пари, котрі, як і у верхніх кінцівках, можуть брати участь у найрізноманітніших механізмах та утворювати численні ланцюги.

Загальне число пар у верхніх та нижніх кінцівках не дуже відрізняється (відповідно 86 та 82), а в усьому єдиному біокінетичному ланцюгу ВКС_ь1к їх 246 (може бути виділено ще кілька пар, котрі, однак, не відіграють суттєвої ролі у рухах людини й тому не включені до даної біокінематичної класифікації).

Для здійснення більшості довільних ізольованих рухів організм не використовує повністю свої рухові можливості. Більше того, для виконання висококоординованих фізичних вправ спортсмену необхідно подолати так звані надмірні ступені свободи руху тих або інших біоланок тіла.

З цих позицій усякий біокінематичний ланцюг опорно-рухового апарату за певних кінематичних умов (коли початковий рух однієї або кількох біоланок викликає рухи інших, що однозначно визначаються) слід розглядати як специфічний локомоторний біомеханізм. Це відбувається кожний раз, коли аналітико-синтетична діяльність нервової системи спрямована на розв'язання певних рухових завдань (ходьба, біг, стрибки, удар по м'ячу у футболі, удар у боксі, складні гімнастичні комбінації тощо). На відміну від технічних, постійних механізмів, в опорно-руховому апараті можуть виникати найрізноманітніші рухові механізми з переміщеннями біоланок, що однозначно визначаються. Так, біомеханічні ланцюги верхніх кінцівок можуть бути використані людиною у локомоторних механізмах, спортивній, трудовій та військовій практиці.

Будова апарату рухів та висока рухова активність людини сприяли тому, шо вона навчилася "створювати" зі своїх біокінематичних пар та ланцюгів величезну кількість локомоторних біомеханізмів, необхідних для життєдіяльності, праці, спорту тощо.

Для ефективного розв'язання рухового завдання, зокрема при виконанні фізичної вправи, спортсмен має реалізувати певну конкретну кінематичну структуру власних локомоторних механізмів. Аналізуючи ті чи інші рухові дії людини за біомеханічною схемою, необхідно у викладеній послідовності розглянути усі можливі якості біоланок, пар, ланцюгів та цілих рухових біомеханізмів.

Контрольні питання

• Що таке ОРА людини?

• Що обмежує рухомість кожної біоланки у парі?

• Як визначити кількість ступенів свободи у будь-якій біокінематичній парі?

• Чим відрізняються одна від одної біокінематичні пари III, IV, V класів?

• Що таке біокінематична пара і скільки біокінематичних пар в ОРА людини?

• Що таке біокінематичний ланцюг?

• Чим відрізняються один від одного прості й складні біокінематичні ланцюги?

• Чим відрізняються один від одного замкнуті й незамкнуті біокінематичні ланцюги?

• Як визначається число ступенів свободи руху біокінематичних ланцюгів ОРА людини?

• Визначіть кількість біокінематичних пар хребетного стовпа.

• Визначіть кількість біокінематичних пар верхніх та нижніх кінцівок.

Семінарське заняття № 1 (2 год)

Тема 1.1. Біомеханічна класифікація опорно-рухового апарату

Мета: охарактеризувати біомеханічну класифікацію опорно-рухового апарату

Завдання:

1. Охарактеризувати біокінематичні пари та ланки

2. Розкрити ступені вільності в біокінематичних ланках

1. Визначити важелі (ричаги) в біокінематичних ланках

Рекомендована література:

1. Александер Р. Биомеханика. М.: Мир, 1970. 

2. Биомеханика кровообращения, дыхания и биологических тканей. - Рига: Зинатне, 1981. Клиническая биомеханика. - Л.: Медицина, 1980. 

3. Биомеханика мягких тканей. - Казань: Каз. фил. АН СССР, 1986.

4. Биомеханика. Труды Риж. НИИ травматологии и ортопедии, вып. 13.- Рига, 1975. 

5. Биомеханика: проблемы и исследования.- Рига: Зинатне, 1988.

6. Бранков Г. Основы биомеханики.-М.: Мир, 1981. 

7. Глазер Р. Очерк основ биомеханики. - М.: Мир, 1988. 

8. Тезисы докладов 2-й Всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. Т. 1-4. Рига: Зинатне, 1979. 

9. Тезисы докладов 3-й Всесоюзной конференции по проблемам биомеханики. Т. 1-2. - Рига:Зинатне, 1983. 

План роботи:

1. Обговорення проблемних питань - 1 бали;

2. Усне опитування - 3 бали;

3. Тестування - 1 бал;

4. Доповідь - 2 бали.

1. Обговорення проблемних питань:

1. Біокінематичні пари та ланки

2. Ступені вільності в біокінематичних ланках

3. Важелі (ричаги) в біокінематичних ланках

2. Усне опитування:

1. Що таке ОРА людини?

2. Що обмежує рухомість кожної біоланки у парі?

3. Як визначити кількість ступенів свободи у будь-якій біокінематичній парі?

4. Чим відрізняються одна від одної біокінематичні пари III, IV, V класів?

5. Що таке біокінематична пара і скільки біокінематичних пар в ОРА людини?

6. Що таке біокінематичний ланцюг?

7. Чим відрізняються один від одного прості й складні біокінематичні ланцюги?

8. Чим відрізняються один від одного замкнуті й незамкнуті біокінематичні ланцюги?

9. Як визначається число ступенів свободи руху біокінематичних ланцюгів ОРА людини?

10. Визначіть кількість біокінематичних пар хребетного стовпа.

11. Визначіть кількість біокінематичних пар верхніх та нижніх кінцівок.

3. Тестування.

4. Доповідь на тему: «Біомеханічний ланцюги верхньої кінцівки /хребетного стовпа /нижньої кінцівки»

Размещено на Allbest.ru