<< Предыдущая

стр. 36
(из 45 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>

Основание черепа у I позвонка А (см. рис. 17.48)
0
0
91,23
Плечевой B
0
±10,66
81,16
Локтевой С
0
±10,66
62,20
Лучезапястный D
0
±10,66
46,21
Тазобедренный (ТBС) E
0
±5,04
52,08
Коленный (КС) F
0
±5,04
28,44
Голеностопный (ГСС) G
0
±5,04
3,85
(оси обозначены в соответствии с рис.2.1); на рис. 17.45 – антропометрические точки, определяющие границы сегментов и координаты центров масс сегментов на их продольных осях, в табл 17.12 – относительные массы сегментов ( за 100% принята масса тела).
Оценку масс-инерционных параметров выполняют как прямыми методами (погружение в воду, внезапное освобождение сечение трупов, компьютерная томография и др.), так и с использованием методов математического и физического моделирования. В последние годы наиболее удобным методом является метод геометрического моделирования.
Метод прост для его выполнения необходимы антропометрические измерения (10 обхватов и 10 длин). Минимум ошибок прогнозируется для МИХ отдельных сегментов за счет введения индивидуальных коэффициентов квазиплотности. Кроме этих методов, используют метод определения МИХ по уравнению регрессии, с использованием массы (Х1) и длины тела(Х2) : У =В0 + В1 Х1 + В2 Х2 .Параметры регрессии представлены в табл.17.11.
Антропометрические характеристики определяют геометрические размеры тела человека и отдельных его сегментов- это величины, случайным образом измеряющиеся в зависимости от возраста, пола, национальности, рода занятий и т. д.
Основные статические, т. е. измерения при фиксированной позе, размеры тела приведены на рис. 17.46, а, и в табл 17.8.
Динамические антропометрические характеристики используют для оценки объема рабочих движений, зон досягаемости и в других биомеханических и эргономических задачах, в частности при создании антропометрических манекенов. Некоторые динамические параметры приведены в табл. 17.11; 17.12; 17.13 и на

Антропометрическая и инерционная норма

Антропометрическая норма определяет связи между линейными размерами любого сегмента тела человека и его ростом Для этой цели введена величина, называемая парсом (П), равная l/56 роста человека. В парсах выражены длины поперечника всех сегментов тела.



Рис.17.46. Статические характеристики тела человека (а) и зоны досягаемости рук(б)





Рис. 17.47. Основные антропометрические характеристики: а — мужчин; б — женщин

На рис. 17.47 показаны основные антропометрические характеристики. Ими пользуются, например, для определения длин сегментов после двусторонней ампутации конечностей.
На рис. 17.48 буквами обозначены центры суставов, а цифрами — центры масс соответствующих сегментов тела человека (табл. 17.12).
При ампутации происходит потеря массы тела, а при параличе — изменение положения центра масс тела. Чем выше уровень ампутации, тем более выражены изменения. Это важно для расчета схем построения протезов и аппаратов для инвалидов.

Рис. 17.48. Расположение центров суставов и центров масс в сегментах тела человека
17.5 Биомеханика глаза
Орган зрения человека состоит из глазного яблока, зрительного нерва и вспомогательных аппаратов (мышцы, глазницы, фасции, веки с ресницами, слезный аппарат, сосуды и нервы). Все это располагается в глазнице (рис. 17.49).

Рис. 17.49. Схема горизонтального сечения правого глаза

То, что воспринимается зрением, есть результат взаимодействия сенсорных и двигательных механизмов глаза и ЦНС, поскольку как произвольные, так и непроизвольные движения глаз, головы и тела заставляют изображение окружающего мира на сетчатке смещаться каждые 200—600 мс. Наш мозг создает целостную и непрерывную картину окружающего из последовательности дискретных изображений на сетчатке, которые слегка различны в левом и правом глазах (по законам геометрической оптики) и измеряются от одного момента фиксации взгляда к другому. Несмотря на смещение этих изображений, мы видим неподвижные предметы именно неподвижными, расположенными под одними и теми же углами к нам, т. е. в устойчивой системе координат.
Оптическая система глаза представляет собой неточно центрированную сложную систему линз, формирующую на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение внешнего мира. Диоптрический аппарат состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных водянистой жидкостью, радужной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика, окруженного прозрачной сумкой и стекловидного тела, занимающего большую часть глазного яблока (см. рис. 17.49). Стекловидное тело — это прозрачный гель, состоящий из внеклеточной жидкости с коллагеном и гиалуроновой кислотой в коллоидном растворе. В задней части глаза его внутренняя поверхность выстлана сетчаткой. Промежуток между сетчаткой и плотной склерой, окружающей глазное яблоко, заполнен сетью кровеносных сосудов — сосудистой оболочкой.
Глазное яблоко. В нем выделяют передний и задний полюсы. Передний полюс — это наиболее выступающая точка роговицы, задний расположен латерально от места выхода зрительного нерва.
Глазное яблоко состоит из ядра, покрытого тремя оболочками: фиброзной, сосудистой и внутренней, или сетчаткой (см. рис. 17.49). Масса глазного яблока составляет в среднем 2,2 г, его объем 3,25 см3, продольный диаметр 17,3 мм, поперечный — 16,7 мм. До двухлетнего возраста глазное яблоко увеличивается на 40% по сравнению с первоначальной величиной у новорожденного, в 5 лет — на 70%, у взрослого — в 3 раза.
Снаружи глазное яблоко покрыто фиброзной оболочкой, которая подразделяется на задний отдел — склеру и прозрачный передний — роговицу. Склера — плотная соединительно-тканная оболочка толщиной 03—0,4 мм в задней части, 0,6 мм вблизи роговицы. Сзади на склере находится решетчатая пластинка, участок, через который проходят волокна зрительного нерва.
Роговица — прозрачная выпуклая пластинка блюдцеобразной формы. Толщина роговицы в центре около 1 —1,1 мм, по периферии 0,8—0,9 мм. Роговица состоит из пяти слоев: передний эпителий, затем передняя пограничная пластинка, собственное вещество (роговицы), задняя пограничная пластинка, задний эпителий (эндотелий роговицы).
Диапазон напряжений в роговице при внутриглазном давления 2,72-Ю3 Па находится в пределах 1 — 1,2?105 Па, в склере — 1,6— 1,7?105 Па. Соответственно этим значениям напряжений модуль нормальной упругости для радиального направления роговицы будет равен 3,8—4,5?106 Па, для окружного направления — 2,8— 3,4-10б Па, для склеры — 5,1—5,4?106 Па.
Определение в процессе исследования значения коэффициента Пуассона при внутриглазном давлении 2,72 кПа составило для склеры 0,33—0,35.
Сосудистая оболочка глазного яблока (хориоидеа) расположена под склерой, толщина ее 0,1—0,22 мм, она богата кровеносными сосудами, состоит из трех частей: собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки.
Внутренняя (светочувствительная) оболочка глазного яблока — сетчатка, на всем протяжении прилежит изнутри к сосудистой оболочке. Она состоит из двух листков: внутреннего — светочувствительного (нервная часть) и наружного — пигментного. Сетчатка делится на две части — заднюю зрительную и переднюю (ресничную и радужную). Последняя не содержит светочувствительных клеток (фоторецепторов).
Хрусталик — прозрачная двояковыпуклая линза диаметром около 9 мм, имеющая переднюю и заднюю поверхности, которые переходят одна в другую в области экватора. Линия, соединяющая наиболее выпуклые точки обеих поверхностей (полюсы), называется осью хрусталика, ее размеры колеблются в пределах 3,7—4,4 мм в зависимости от степени аккомодации. Коэффициент преломления хрусталика в поверхностных слоях равен 1,32, в центральных — 1,42.
Хрусталик как бы подвешен на ресничном пояске (цинковой связке) между волокнами которого расположены пространства пояска (петинов канал), сообщающийся с камерами глаза. При натяжении связки (расслабление ресничной мышцы) хрусталик уплощается (установка на дальнее видение), при расслаблении связки (сокращение ресничной мышцы) выпуклость хрусталика увеличивается (установка на ближнее видение).
Стекловидное тело заполняет пространство между сетчаткой сзади, хрусталиком и задней строкой ресничного пояска спереди. Оно представляет собой аморфное межклеточное вещество желеобразной консистенции, его индекс светопреломления — 1,334. На передней поверхности стекловидного тела имеется ямка, в которой располагается хрусталик.
Камеры глаза. Радужка разделяет пространство между роговицей, с одной стороны, и хрусталиком с цинновой связкой и ресничным телом с другой, на две камеры — переднюю и заднюю, которые играют важную роль в циркуляции водянистой жидкости внутри глаза. Водянистая жидкость имеет очень низкую вязкость, она содержит около 0,02% белка. Благодаря отсутствию фибриногена она не свертывается.
Обе камеры сообщаются между собой через зрачок.
Благодаря циркуляции водянистой жидкости сохраняется равновесие между ее секрецией и всасыванием, что является фактором стабилизации внутриглазного давления. Как было описано ранее, глазное яблоко снаружи покрыто плотной фиброзной оболочкой, которая создает внутриглазное давление в пределах 20—25 мм рт. ст. (2666—3333 Па).
Итак, световые лучи проходят через роговицу, водянистую жидкость передней камеры, зрачок, который в зависимости от интенсивности света то расширяется, то сужается, водянистую жидкость задней камеры, хрусталик, стекловидное тело и, наконец, попадает на сетчатку. При этом пучок света направляется благодаря светопреломляющим средам (и в первую очередь — аккомодации хрусталика) на желтое пятно сетчатки, являющееся зоной наилучшего видения.
Вспомогательные органы глаза. Глазное яблоко у человека может вращаться так, чтобы на рассматриваемом предмете сходились зрительные оси обоих глазных яблок. Различают шесть глазодвигательных мышц: четыре прямые (верхняя, нижняя, медиальная, латеральная) и две косые (верхняя и нижняя) поперечнополосатые мышцы составляют двигательный аппарат глаза.
Зрачковые реакции осуществляются с помощью двух систем гладких мышц в радужной оболочке. При сокращении кольцевой мышцы-сфинктера зрачок сужается (миоз); при сокращении мышцы-дилататора, волокна которой проходят в радужной оболочке дидиально, он расширяется (мидриаз). Сфинктер иннервируется парасимпатическими нервными волокнами, а дилататор, напротив, иннервируется симпатическими нервными волокнами.
Зрачковые реакции — важные диагностические признаки, по которым можно выявить поражения сетчатки, зрительного нерва, ствола мозга (глазодвигательные зоны), шейного отдела спинного мозга, а также областей, через которые проходят пре- и постганглионарные зрачководвигательные волокна (глубинных слоев шеи и др.).
Веки защищают глазное яблоко спереди. Они представляют собой кожные складки, ограничивающие глазную щель и закрывающие ее при смыкании век.
Слезный аппарат включает слезную железу и систему слезных путей.
Проводящий путь зрительного анализатора. При попадании света на палочки и колбочки — отростки первых нейронов — генерируется нервный импульс, который передается биполярным нейроцитам (II нейроны), от них оптикокоганглиозным нейроцитам (III нейроны). Аксоны последних формируют зрительный нерв, который выходит из глазницы через канал зрительного нерва.
Таким образом, в ответ на попадание световых волн в глаз зрачок сужается, а глазные яблоки поворачиваются в направлении пучка света.
Под действием света в высокосветочувствительных клетках [6 Каждая палочка может реагировать на один фотон.]
происходят сложные физико-химические процессы, в результате которых в клетке генерируется нервный импульс, который через зрительный нерв передается в мозг. Совместное действие палочек и колбочек осуществляет процесс зрения.
Для создания на сетчатке четкого изображения предметов, удаленных от глаза на различные расстояния, фокусное расстояние оптической системы в глазу должно изменяться. Это достигается изменением радиусов кривизны поверхностей хрусталика. Свойство глаза приспосабливаться к расстоянию, на котором находятся рассматриваемые предметы, называется аккомодацией. Аккомодация происходит непроизвольно с помощью сокращения или растяжения циллиарной мышцы (рис. 17.50).

Рис. 17.50. Аккомодация.
Если, не напрягая глаз, смотреть на близко расположенный предмет, то его изображение будет проецироваться позади сетчатки (а). В результате аккомодации преломляющая сила глаза увеличивается и четкое изображение строится в области сетчатки (б)

Величина изображения S'S'1 предмета SS1, на сетчатке определяется углом зрения (рис. 17.51), вершина которого находится в оптическом центра глаза, а лучи направлены на крайние точки предмета.

Рис. 17.51. Определение угла зрения

Расстоянием наилучшего зрения Д называется такое расстояние от предмета до глаза, при котором ц оказывается максимальным при условии, что напряжение аккомодации невелико и глаз не устает. Для нормального глаза Д 25 см. Нормальным считается глаз с хорошо сохранившейся способностью к аккомодации. С возрастом способность к аккомодации постепенно уменьшается.

Оптические недостатки глаза и аномалии рефракции

У многих людей изображение на сетчатке всегда получается нечетким. Это бывает связано либо с необычной формой глазного яблока, либо с неправильной кривизной роговицы или хрусталика.
Близорукость, или миопия — осевая длина глазного яблока больше, удаленные объекты невозможно точно сфокусировать, поскольку фокальная плоскость находится перед центральной ямкой. Чтобы хорошо видеть вдали, близоруким людям нужны очки с вогнутыми линзами (рис. 17.52).
Дальнозоркость (гиперопия, или гиперметропия) — при обычной преломляющей силе диоптрического аппарата глаза его осевая длина слишком мала. У него недостаточен диапазон аккомодации для точной фокусировки на сетчатке изображения близко расположенных объектов. Чтобы компенсировать этот недостаток, требуются очки с выпуклыми линзами (рис. 17.53).

Рис. 17.52. Миопия (близорукость) и ее коррекция с помощью вогнутой линзы. Для наглядности длина глазного яблока преувеличена «осевая миопия»

Рис. 17.53. Гиперметропия (дальнозоркость) и ее коррекция с помощью выпуклой линзы

Астигматизм — кривизна роговицы в вертикальной плоскости несколько больше, чем в горизонтальной; это приводит к зависимости преломляющей силы от угла падения лучей. Если разница не превышает 0,5 дп, такой астигматизм называют «физиологическим».
Катаракта — частичное или полное затемнение хрусталика.


17.6. Биомеханика органов слуха и равновесия (преддверно-улитковый орган)

Органы слуха и равновесия (статического чувства) у человека объединены между собой в сложную систему, морфологически разделенную на три отдела (рис. 17.54): 1) наружное ухо (наружные слуховой проход и ушная раковина с мышцами и связками); 2) среднее ухо (барабанная полость, сосцевидные придатки, слуховая труба); 3) внутреннее ухо (перепончатый лабиринт, располагающийся в костном лабиринте внутри пирамиды височной кости).


Рис. 17.54. Орган слуха и орган равновесия (на разрезе):
1 — ушная раковина; 2 — наружный слуховой проход; 3 — сосцевидный отросток височной кости; 4 — барабанная перепонка; 5 — барабанная полость; 6 — слуховая труба; 7 — внутренняя сонная артерия; 8 — преддверно-улитковый нерв; 9 — лабиринт внутреннего уха; 10 —преддверие; 11 — полукружные протоки; 12 —слуховые косточки

Наружное ухо. Ушная раковина — эластический хрящ сложной формы, покрытый кожей.
Наружный слуховой проход состоит из хрящевого и костного отделов, длина его у взрослого человека около 33—35 мм, диаметр просвета колеблется на разных участках от 0,6 до 0,9 см.
Среднее ухо. Барабанная полость воздухоносная, объемом около 1 см3, расположена в основании пирамиды височной кости, слизистая оболочка выстлана однослойным плоским эпителием, который переходит в кубический или цилиндрический. В полости находятся три слуховые косточки, сухожилия, натягивающие барабанную перепонку и стремя (обе мышцы поперечно-полосатые). Здесь же проходит барабанная струна — ветвь промежуточного нерва (VII). Барабанная полость продолжается в слуховую трубу, которая открывается в носовой части глотки глоточным отверстием слуховой трубы.
Слуховые косточки — стремя, наковальня, молоточек, названы так благодаря своей форме. Косточки передают звуковые колебания от барабанной перепонки окну преддверия.
Сосцевидные ячейки через сосцевидную пещеру сообщаются с барабанной полостью. Слуховая труба (Евстахиева) длиной около 3,5 см, диаметр просвета около 1—2 мм, выполняет очень важную функцию — способствует выравниванию давления воздуха внутри барабанной полости по отношению к наружной среде.
Щелевидное глоточное отверстие слуховой трубы, расположенное на боковой стенке носовой части глотки, открывается при акте глотания.
Звуковые волны направляются в слуховую систему через наружное ухо, наружный слуховой проход — к барабанной перепонке. Эта тонкая, с перламутровым блеском мембрана отделяет слуховой проход от среднего уха, в котором также находится воздух (рис. 17.55).
Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего. Она представляет собой пластинку, состоящую из двух слоев коллагеновых волокон, наружные волокна расположены радиально, а внутренние — циркулярно. Толщина перепонки около 0,1 мм, форма — эллипса, размеры — 9x11 мм, в центре ее — вдавление — место прикрепления к перепонке одной из слуховых косточек — молоточка.



Рис. 17.55. Схема распространения звуковой волны (показано стрелками) в наружном, среднем и внутреннем ухе: 1 — барабанная перепонка, 2— молоточек, 3 — наковальня, 4 — стремя, 5 — круглое окно, 6 — барабанная лестница, 7—улитковый проток, 8 — лестница преддверия

Внутреннее ухо. В костном лабиринте, изнутри выстланном надкостницей, залегает перепончатый лабиринт, повторяющий формы костного. Между лабиринтами имеется щель, заполненная перилимфой. Костный лабиринт расположен между барабанной полостью и внутренним слуховым проходом и состоит из преддверия, трех полукружных каналов и улитки.
Три костных полукружных канала лежат в трех взаимоперпендикулярных плоскостях: сагиттальной — передний канал, горизонтальной — латеральный, фронтальной — задний. Каждый полукружный канал имеет по две ножки, одна из которых (ампулярная костная ножка) перед впадением в преддверие расширяется, образуя ампулу. Соседние ножки переднего и заднего каналов соединяются, образуя общую костную ножку, поэтому три канала открываются в преддверие пятью отверстиями.
Вестибулярный (преддверный) лабиринт — периферический отдел статокинетического анализатора (органа равновесия) —состоит из расположенных в костном преддверии эллиптического (маточка) и сферического мешочков, которые сообщаются между собой через тонкий каналец.
При изменении силы тяжести, положения головы, тела, при ускорениях отолитовая мембрана и купол смещаются. Это приводит к напряжению волосков, что вызывает изменение активности различных ферментов волосковых клеток. Возбуждение через синапсы передается к клеткам преддверного узла. Аксоны образуют преддверную часть преддверно-улиткового нерва (VIII пара черепных нервов), который выходит вместе с улитковой частью через внутреннее слуховое отверстие в полость черепа. В мостмозжечковом углу волокна нерва входят в вещество мозга и подходят к вестибулярным ядрам, расположенным в области вестибулярного поля на дне ромбовидной ямки (II нейроны), а аксоны клеток данных ядер идут к ядрам шатра мозжечка через его нижнюю ножку (III нейроны) к спинному мозгу и в составе дорсального продольного пучка ствола головного мозга. От клеток вестибулярных ядер часть волокон, перекрещиваясь, идет в таламус, где расположены III нейроны, откуда импульсы направляются к коре теменной и височной долей (корковые центры статокинетического анализатора).
Улитковый лабиринт — периферический отдел слухового анализатора. Он заполнен эндолимфой и представляет собой соединительно-тканный мешок длиной около 3,5 см.
Тела афферентных нейронов (первые нейроны) залегают в спиральном ганглии. Наружные волосковые клетки значительно чувствительнее к звукам большой интенсивности, чем внутренние. Высокие звуки раздражают только волосковые клетки, расположенные на нижних завитках улитки, а низкие звуки — волосковые клетки вершины улитки и часть клеток на нижних завитках.
Функция слухового анализатора. Звуковые волны передаются через наружный слуховой проход и достигают барабанной перепонки. Ее колебания передаются через цепь слуховых косточек на окно преддверия (см. рис. 17.55). Движения стремени в окне преддверия вызывают колебания перилимфы лестницы преддверия, которые через отверстия в области верхушки улитки передаются перилимфе барабанной лестницы и по ней к окну улитки. Колебания перилимфы воспринимаются эндолимфой, происходит волнообразное движение базилярной мембраны, которая в зависимости от частоты и интенсивности звука имеет соответствующую амплитуду колебаний по всей своей длине. Благодаря этим колебаниям и взаимодействиям волосковых клеток с покровной мембраной в рецепторных клетках возникают нервные импульсы.
Слух анализирует звуки, определяя их источник, громкость, тон и тембр.
Громкость (сила) звука зависит от амплитуды колебаний. Громкость любого звука выражают в фонах — УЗД тона с частотой 1 кГц с равной громкостью.
Тон — это звук определенной высоты, которая характеризуется частотой колебаний. Основной тон — наименьшая частота сложного акустического сигнала. Чистый тон — синусоидальный акустический сигнал данной частоты.
Тембр — субъективная характеристика качества звука, зависящая в основном от его спектра, от числа и интенсивности составляющих гармоник. В спектре низких звуков до 20 гармоник, средних — до 10, высоких — 2—3. Наименее чувствительно ухо к низким частотам. Например, его чувствительность к тону 100 Гц в 1000 раз меньше, чем к тону 1000 Гц.
С возрастом острота слуха постепенно падает. Старение уха можно объяснить уменьшением эластичности тканей его структур.




Глава 18 ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ БИОМЕХАНИКА

В современном спорте, в спортивной травматологии для изучения биомеханических особенностей ОДА широко используются законы биомеханики.
Биомеханика изучает законы положения тела человека в норме и патологии при стоянии, сидении, беге, ходьбе (осанку, расположение центра тяжести, определение площади опоры, способы замыкания суставов и характер приспособительных процессов для удержания центра тяжести в пределах площади опоры при различной патологии костей и суставов); принципы выбора лечебных (профилактических) мероприятий с учетом биомеханического единства ОДА.
Одним из факторов, приводящих к заболеваниям тканей опорно-двигательного аппарата (ОДА), являются интенсивные, длительные физические нагрузки, выполняемые человеком (спортсменом) в неправильном исходном положении, т. е. с нарушениями биомеханики движений. Эти нарушения ведут к изменению метаболизма мышц, локальному утомлению, возникновению мышечного дисбаланса с последующим возникновением заболеваний и травм ОДА.
Особенно это важно знать тренеру, инструктору (методисту) лечебной физкультуры и реабилитационного центра, когда упражнения выполняются с нагрузками на позвоночник и суставы. Такие нагрузки в дальнейшем приводят к возникновению остеохондроза позвоночника, артрозу суставов и другим заболеваниям тканей ОДА.
18.1. Биомеханика травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата (ОДА)

Важными факторами в возникновении травм и заболеваний ОДА являются изменение расположения центра тяжести (ЦТ) человеческого тела, его проекция на площадь опоры, а также пространственное соотношение между вектором ЦТ и различными суставами, степень подвижности ОДА (см. рис. 2.6; 2.7; 2.9).
Исследования показывают, например, что сила продольного удара, при которой разрушается бедренная кость, находится в пределах от 10,6 ± 2,7 кН (жесткий удар) до 18,3 ± 6,9 кН (удар через амортизирующую подкладку (И.Ф. Образцов и др., 1988).
На рис. 18.2, а, приведены данные измерений при жестком ударе по коленному суставу в направлении тазобедренного сустава (без амортизирующей прокладки) в положении сидя. В течение первой миллисекунды (МС), т. е. пока удар сместится не более чем на 1 %, сжатия кости еще нет (кривая 2), однако возникает значительный изгиб — около 30% от разрушающего.
Прогибу вперед (в сагиттальной плоскости), видимо, способствует первоначальный анатомический изгиб кости (рис. 18.3). Далее изгиб вперед нарастает до 0,6—0,65%—до момента разрушения. Так же быстро нарастают продольные деформации бедренной кости и в течение неполных 3 мс достигают предельного значения — около 1,2—1,25% с очень быстрым разрушением (0,2 мс). Обычно разрушение наблюдается в пределах диафиза (см. рис. 18.3) (И.Ф. Образцов и др., 1988).
Трещины разрушения возникают на передней поверхности кости; часть приложенной энергии передается еще до разрушения на шейку, головку бедренной кости и на тазобедренный сустав.

Рис. 18.1. Напряженное Рис. 18.2. Перемещения тканей бедра:
состояние бельшеберцовой а — жесткий удар, б — удар при
кости при продольном использовании защитной прокладки
сжатии средней податливости








Рис. 18.3. Деформация бедренной кости при продольном изгибе: А — область разрушения
При наличии амортизирующей прокладки (см. рис. 18.2, б) сила удара достигает 14—15 кН, ее наибольшее значение возникает только через 5 мс, скорость нарастания ударной силы в течение первых 1,5 мс будет в 10 раз меньше, чем при ударе без прокладки.
Кроме того, значительная часть энергии удара гасится боковыми колебаниями бедренной кости в сагиттальной и фронтальной плоскостях (см. кривые 3 и 4) с собственной частотой около 140— 150 Гц. Разрушения кости не происходит.
Предел прочности кости на изгиб для первой группы равен 384 кг/см, для второй — 106 кг/см, т. е. он уменьшился более чем в 3 раза.
Создаваемые работой мышц силы передаются на кости посредством сухожилий, которые обладают значительной прочностью главным образом на разрыв. Так, например, ахиллово (пяточное) сухожилие взрослого человека выдерживает нагрузку от 270 до 500 кг.
Повреждение сухожилий может быть открытым и закрытым. Закрытые повреждения, т. е. без повреждения кожи, называют подкожными. Эти разрывы характерны для сухожилий разгибателей.
Подкожный разрыв сухожилия может наступить в результате резкого мышечного сокращения и от удара тупым предметом. Разрыв сухожилия может наступить вследствие дегенеративных изменений после относительной или абсолютной перегрузки тканей; хронических воспалений и переохлаждения (R. Suckert, 1967; К. Vittel, 1974), а также если механическая нагрузка превышает выносливость на разрыв; при максимальном напряжении мышцы (толчок, бросок и др.), неожиданная остановка активного движения (ручной мяч, футбол и др.); пассивное растяжение работающей мышцы при одновременном напряжении антагонистов (маневренные движения при падении или столкновении, движения при страховке); прямая тупая травма максимально напряженного при беге или в прыжке сухожилия (толчок, удар, столкновения и пр.).
Наиболее часто в спорте высших достижений повреждается ахиллово (пяточное) сухожилие.
Повреждения мышц могут быть как открытыми, так и закрытыми (рис. 18.4). На верхней конечности чаще всего повреждаются двуглавая, надостная, дельтовидная, большая грудная, трехглавая мышца плеча и мышцы предплечья.
Непрямой механизм травмы характеризуется внезапным резким сокращением напряженной мышцы. Под воздействием растягивающей нагрузки сократившаяся мышца, потеряв эластичность, разрывается.

Рис. 18.4. Прямая травма напряженных мышц или сухожилий у футболиста

На рис. 18.5 и рис. 18.6 показаны относительно частые (типичные) спортивные травмы (и заболевания) плечевого пояса и верхней конечности и их причинная зависимость от видов спорта. При оценке возникшей травмы или заболевания ОДА у спортсменов, необходимо принимать во внимание функциональные моменты. Все мышцы верхней конечности проходят по меньшей мере через один сустав, который они приводят в движение, и нарушения трофики, иннервации, а вследствие этого и функции в дальнейшем по своим проявлениям выходят далеко за пределы, обусловленные собственно травмой.
Вывихи в плечевом суставе являются типичной травмой в таких видах спорта как борьба дзюдо, самбо, вольная, греко-римская, прыжки в воду, прыжки на лыжах с трамплина и др.
Вывих плеча составляет 50—60% всех вывихов. Такая частота их объясняется анатомо-физиологическими особенностями плечевого сустава: суставная впадина лопатки в 3—4 раза меньше головки, имеющей шаровидную форму, суставная сумка обширна и тонка.
Травматические вывихи в плечевом суставе возникают чаще при прямой травме, например при падении (рис. 18.7, а и б) или ударе.





Рис. 18.5. Относительно частые (типичные) последствия хронических спортивных микротравм плечевого пояса и верхних конечностей: 1 — относительно частые (типичные) спортивные травмы в области плечевого пояса и верхней конечности, 2 — плечелопаточный периатрит, 3 — спортивная борьба, спортивные игры, метание, каноэ, гимнастика, 4 — артроз в акромиально-ключичном сочленении, 5 — борьба, тяжелая атлетика, метание, 6 — тендинозы в месте прикрепления, 7 — воспаление клювовидного отростка, 8 — ручной мяч, волейбол, водное поло, метание копья, теннис, 9 — эпикондилит, 10 — ручной мяч, метание копья, фехтование, теннис, настольный теннис, 11 — неврит локтевого нерва, 12—метание копья, фехтование, борьба, 13—хондропатия в области локтевого сустава, 14 — вратарь, борьба, 15 — паратендинит (разгибатели кисти), 16 — теннис, настольный теннис, волейбол, 17 — стилоидит локтевой кости, 18 — прыжки в воду, фехтование (К. Франке, 1981)

Рис. 18.6. Относительно частые (типичные) спортивные травмы верхней конечности: 1 — отрыв длинного сухожилия двуглавой мышцы, 2—торсионный перелом диафиза плечевой кости, 3 — надмыщелковый перелом плечевой кости, 4 — вывих в локтевом суставе, часто с отрывом внутреннего надмыщелка, 5 — полный перелом диафиза предплечья, 6 — дисторсия в лучезапястном суставе (К. Франке, 1981)

Чаще встречаются передние вывихи и очень редко — задние (рис. 18.8).
Вывихи в локтевом суставе составляют 18—27% всех вывихов. Чаще всего вывихи предплечья возникают во время падения на вытянутую руку при переразгибании в локтевом суставе (рис. 18.9).






Рис. 18.7. Механизм вывихов плеча:
a — падение назад на выставленную руку;
б — падение вперед на вытянутую вперед руку




Рис. 18.8. Виды вывихов плеча: а — передний подклювовидный, б — передний внутриклювовидный, в — передний подключичный, г— нижний подмышечный, д — задний подакромиальный, е — вывих с полным поворотом плеча кверху


Рис. 18.9. Механизм травмы при вывихе предплечья

Наиболее часто встречаются задние вывихи обеих костей предплечья и вывих одной лучевой кости кпереди. Остальные виды вывихов предплечья наблюдаются редко.
Самым частым из вывихов в пястно-фаланговых суставах является вывих первого пальца. Вывих происходит в результате переразгибания первого пальца при падении на руку, во время игры в волейбол,гандбол и др.
Вывихи ключицы составляют от 3 до 15% всех вывихов. Преимущественно встречается у мужчин. Вывихи ключицы делятся на два вида: вывих наружного, или акромиального конца ключицы и внутреннего, или грудинного конца ее.
Вывихи в одном или обоих суставах ключицы возникает при сильных падениях (авто- и мотоспорт, велоспорт, горнолыжный спорт, прыжки на лыжах с трамплина и др.) или непрямых повреждениях при рычаговом движении рукой в борьбе самбо, дзюдо.
Переломы трубчатых костей возникают при прямом ударе по наружной поверхности плечевого сустава либо при падении на локоть или кисть. Переломы бугров плечевой кости чаще являются отрывными, т. е. возникают при чрезмерном мышечном сокращении. Переломы хирургической шейки обычно бывают результатом падения на локоть.
Переломы плечевой кости. Типичными спортивными травмами являются спиральные переломы плеча вследствие мышечной тяги при метании снарядов (копья, диска, гранаты и др.) и в играх (гандбол и др.) и надмыщелковые переломы плечевой кости у юниоров.
Механизм травмы у спортсменов — прямые и непрямые силовые воздействия. Примерами повреждений от прямого силового воздействия являются:
— перелом локтевого отростка при падении на находящийся в положении сгибания сустав;
— перелом после удара или толчка в травмированную область.
Большинство повреждений области локтевого сустава является следствием непрямого силового воздействия. При падении на вытянутую руку могут сработать механизмы сгибания и компрессии (рис. 18.10).

Рис. 18.10. Возникновение надмыщелкового перелома плечевой кости при переразгибании

Силы, действующие при рывке, приводят к надмыщелковым переломам при разгибании или вывихам, если произошло падение вперед, когда сустав находился в положении сгибания (рис. 18.11).


Рис. 18.11. Возникновение надмыщелкового перелома плечевой кости
при разгибании

Падение назад на сустав, находящийся в положении сгибания, может также под влиянием сил, действующих при толчке, привести к надмыщелковому перелому (рис. 18.12).

Рис. 18.12. Возникновение надмыщелкового перелома плечевой кости
при сгибании

Повреждения в области предплечья встречаются на обоих костях в отдельности, вместе или в сочетании с повреждением в проксимальном, а также дистальном отделах лучелоктевого сустава (см. рис. 18.5, 18.6).
В механизме повреждения преобладает непрямая травма при падении на вытянутую вперед руку (см. рис. 18.7, 18.10). Это случается в основном на уроках физкультуры и в любительском спорте при падениях с гимнастических снарядов, катании на роликах, коньках или в играх, а также в мото- и велоспорте у взрослых.


Рис. 18.13. Механизмы травм при переломах локтевого отростка: а — механизм травмы, б — варианты переломов

Переломы локтевого отростка возникают, как правило, в результате прямого удара локтевой областью о твердый предмет (рис. 18.13).
Перелом головки и шейки лучевой кости возникают при падении на вытянутую руку, в результате чего происходит вклинивание головки луча в головчатое возвышение плеча.
Повреждение дистального эпифиза лучевой кости представляет собой наиболее частое повреждение костей предплечья в типичном месте.
Перелом нижнего эпифиза чаще всего возникает при падении на вытянутую руку, кисть которой находится в положении тыльного или ладонного сгибания (рис. 18.14).
Переломы костей кисти (рис. 18.15) и пальцев составляют до 1/8 переломов всех костей. Повреждения кисти могут относиться не только к кожным покровам, но и костям, мышцам, сухожилиям, а также нервам и сосудам.

Рис. 18.14. Механизмы травмы и виды смещений отломков
при повреждении дистального эпифиза лучевой кости:
а — перелом при падении на кисть в положении разгибания,
б — перелом при падении на кисть в положении сгибания,
в, г — схема смещения отломков при переломе дистального конца лучевой кости



Рис. 18.15. Типичные спортивные травмы кисти:
1 — разрыв сухожилий разгибателей (гандбол, волейбол, водное поло, защита ворот (вратари), 2—растяжение в межфаланговых суставах пальцев (волейбол, гандбол, водное поло, баскетбол, защита ворот (вратари), конный спорт, борьба), 3 — перелом костей запястья (бокс), 4 — переломовывих 1-го запястно-пястного сустава по Беннету (бокс), 5 — перелом ладьевидной кости (ручной мяч в закрытом помещении) (К. Франке, 1981)

4% повреждений и последствий неправильной нагрузки в спорте приходится на область кисти (J. Williams, 1973), хотя и здесь наблюдаются типичные повреждения и зависимость частоты травм от специфики отдельных видов спорта.
В механизме повреждения преобладают прямые травмы, например, при подхвате резко брошенного мяча, при ударе или толчке в борьбе и под действием непрямой силы при падении на вытянутую руку.
Наиболее часто встречаются переломы проксимального ряда костей запястья. Чаще других повреждается ладьевидная кость, реже — полулунная и еще реже — остальные кости запястья.
Перелом ладьевидной кости может произойти при падении на выпрямленную кисть (рис. 18.16), при прямом ударе по ладони. Иногда перелом может наступить при ударе кулаком о твердый предмет (см. рис. 18.16, б).

<< Предыдущая

стр. 36
(из 45 стр.)

ОГЛАВЛЕНИЕ

Следующая >>