Кинезиология. Биомеханика. ОДА

1. Кинезиология Биомеханика ОДА

Владимир Циммерман
2022

2. Биомеханика

• Pаздел естественных наук, изучающий на основе
моделей и методов механики механические
свойства живых тканей, отдельных органов и систем,
или организма в целом, а также происходящие в них
механические явления.
• Под механическим движением понимается
движение всей биосистемы в целом, а также
движение отдельных частей системы относительно
друг друга — деформация системы.
• Все деформации в биосистемах, связаны с
биологическими процессами, которые играют
решающую роль в движениях животных и человека.
Это сокращение мышцы, деформация сухожилия,
кости, связок, фасций, движения в суставах.

3. Плоскости и оси

Фронтальная
плоскость
• делит тело на
переднюю и
заднюю
поверхность,
• ось движения
сагиттальная (идет
спереди/назад),
• движение –
абдукция/аддукция.

4. Плоскости и оси

Сагиттальная плоскость
• делит тело на правую и
левую половину,
• ось движения
фронтальная (идет
медиально/латерально
)
• движение –
флексия/экстензия.

5. Плоскости и оси

Горизонтальная
плоскость
• делит тело на верхнюю
и нижнюю поверхность,
• ось движения
вертикальная (идет
вверх/вниз),
• движение – внешняя и
внутренняя ротация.

6. Термины

• медиальный — расположенный ближе к срединной оси,
внутренний;
• латеральный — расположенный дальше от срединной оси,
боковой, наружный;
• краниальный — расположенный в направлении головы,
черепа;
• каудальный — расположенный в обратном направлении,
хвостовой;
• дорз(с)альный — расположенный на задней, спинной стороне;
• вентральный — расположенный на передней-, брюшной
стороне.
• Применительно к конечностям пользуются терминами:
– проксимальный — лежащий ближе к туловищу
– дистальный—расположенный дальше от туловища.

7. Опорно-двигательный аппарат Пассивная система

• Пассивная часть
– Кости, суставы, связки,
сухожилия
• Активная часть
– Мышцы
• Поддержка –
поддерживает тело и и
образующие его
органы
• Защита
• Движение – системы
костных рычагов
• Депо минералов – Ca и
P
• Кроветворение –
красный костный мозг

8. Кость – орган, состоящий из разных тканей

• Костная ткань
• Хрящевая ткань
• Нервная ткань
• Соединительная
ткань
• Кровеносные
сосуды
Механические свойства
костей:
• Прочность – придают
неорганические
вещества
(минеральные
вещества 60-70%)
• Упругость – придают
органические вещества
(оссеин, коллаген 3040%)

9. Строение кости

• Губчатое
вещество – тонкие
• Компактное
перекладины
вещество
• Под компактным
• Обычно в диафизах
веществом
• Остеоны (гаверсовы
• Деформации сжатия
системы) – вдоль
и растяжения
длинной ости кости
• Деформации изгиба
и кручения

10. Хрящевая ткань

• Коллагеновые волокна – устойчивы к
деформации растяжения, матрица (основной
компонент – вода) – устойчива к деформации
сжатия
• Нет кровеносных сосудов и нервных клеток
• Обмен веществ зависит от наличия
растворенных в воде питательных веществ

11. Гиалиновый хрящ Волокнистый хрящ

• Покрывает суставные
поверхности
• Устойчив к деформации
сжатия, делает
суставные поверхности
гладкими
• Содержит много
коллагеновых волокон
• Входит в состав
межпозвоночных
дисков и менисков в
коленном суставе
• Придает суставам
прочность и упругость,
позволяет
амортизировать
действующие на
позвоночник нагрузки

12. Цель специфического строения кости

• Прочность
• Легкость, позволяющая экономить
энергию
• Функциональная эффективность –
какое количество от прочности кости
используют на ношение скелета

13. Скелет

• Скелет состоит из
соединенных между
собой костей
• У новорожденного
костей больше, чем у
взрослого
• Вес скелета образует
примерно 1/5 от
общего веса человека
Позвоночник,
крестец, копчик
26 (32-34)
Череп
8 (29)
Лицо
14 (15)
Слуховые
косточки
6
Грудина,
мечевидный
отросток, ребра
26
Верхние
конечности
64
Нижние
конечности
62
Всего
206(236)

14. Соединения костей

• Непрерывные соединения (synarthrosis)
– С помощью соединительной ткани
(syndesmosis)
– С помощью хрящевой ткани
(synchondrosis)
– С помощью костной ткани (synostosis)
• Полусуставы (hemiarthrosis)
• Подвижные соединения, или суставы
(articulatio)

15. Непрерывные соединения

• С помощью соединительной
ткани
– Содержит больше коллагеновых
волокн
– Между локтевой и лучевой костью
– Кости черепа – швы
• С помощью костной ткани
– Самое прочное, нет амортизации
– Костная ткань образуется взамен
хрящевой или соединительной
ткани (швы черепа у взрослых)
• С помощью хрящевой
ткани
• С помощью гиалинового
хряща
–
грудина с ребрами
(эпифизарные хрящи,
которые окостеневают)
• С помощью волокнистого
хряща
– Межпозвоночный диск

16. Полусуставы

• Промежуточная
форма между
суставом и
хрящевым
соединением
• Лонное сочленение
или симфиз (к концу
беременности
расслабляется и
родовой канал
становится шире)

17. Основные структуры сустава

• Суставные поверхности – части костей,
которые участвуют в образовании сустава,
между ними суставная щель
• Суставной хрящ – покрытые хрящом
суставные поверхности
• Суставная капсула: внешний слой
фиброзный, внутренний – синовиальный –
производит синовиальную жидкость и
образует суставную полость
• Суставная полость

18. Вспомогательные структуры сустава

• Хрящевые полудиски или диски (мениски в коленном
суставе, диск в грудинно-ключичном суставе)
• Связки – соединительнотканные тяжи, которые
окружают сустав
• Соединительнотканные суставные губы (плечевой и
тазобедренный сустав)
• Сесамовидные кости (надколенник)

19. Механические свойства суставов и сухожилий

• Прочность
• При умеренной
нагрузке количество
синовиальной
жидкости
увеличивается
• При слишком
большой нагрузке и
с возрастом
количество
синовиальной
жидкости
уменьшается
• Прочность и
удлинение
• Жесткость
• Релаксация
• Ползучесть

20. Факторы, влияющие на свойства связок и сухожилий

• Пол
• Возраст
• Иммобилизация
• Содержание гормонов
• Характер физической нагрузки
• Время нагрузки
• Прочность сухожилий более высока, чем
прочность их прикрепления

21. Классификация суставов

По числу суставных
поверхностей
• Простой (плечевой,
межфаланговые)
• Сложный (локтевой)
• Комплексный (височнонижнечелюстной,
коленный)
• Комбинированный
(височнонижнечелюстной,
проксимальный и
дистальный
лучелоктевой)
По степени свободы
• Одноосные
• Двухосные
• Трехосные

22. Одноосные суставы

• Цилиндрический
сустав – вращение
• Проксимальный
лучелоктевой
• Блоковидный
сустав – сгибание
и разгибание
• Плечелоктевой

23. Двухосные суставы

• Эллипсовидный
сустав – сгибание и
разгибание,
отведение и
приведение
(лучезапястный)
• Седловидный сустав
(запястно-пястное
сочленение
большого пальца)

24. Трехосные суставы

• Шаровидный (плечевой сустав)
• Чашеобразный (тазобедренный сустав)
• Плоский сустав (межпозвоночные суставы)
• Тугие суставы – амфиартрозы – короткая, туго
натянутая капсула + очень крепкий
нерастягивающийся вспомогательный
аппарат (крестцово-подвздошный сустав)

25. Общий центр тяжести

26. Рычаг – неподвижная точка опоры или твердое тело, способное вращаться вокруг оси, на которое действует не менее 2 сил:

• Действующая сила – сокращение мышц
• Противодействующая сила – сила тяжести
или сила мышц антагонистов
• Рычаг, как простейший механизм, служит
для передачи движения и силы на
расстояние

27. Рычаг равновесия

• Ось рычага (А)
между точками
действующей (Б) и
противодействующе
й силы (В).
• Имеет 2 плеча,
позволяет сохранить
равновесие
• Тазобедренный,
атланто-затылочный
сустав

28. Рычаг силы

• Ось на одном конце рычага,
точка применения
противодействующей силы
ближе к оси чем точка
применения действующей
силы
• Имеет 1 плечо, позволяет
поднимать тяжести с
помощью относительно
маленькой силы
• Теряет в скорости
• У человека встречается
редко (голеностопный
сустав).

29. Рычаг скорости

• Ось движения на одном
конце рычага, точка
применения
действующей силы
ближе к оси чем точка
применения
противодействующей
силы
• Выигрывает в скорости
• Пример: рычаг в
локтевом суставе

30. Виды деформаций по характеру нагрузок:

• Деформация –
изменение формы и
объема тела под
действием
примененных к нему
сил (нагрузок)
• Деформация
растяжения
• Деформация сжатия
• Деформация изгиба
• Деформация
кручения

31. Деформации сжатия

• Возникают при подъеме тяжестей, при
отталкивании от поверхности (ходьба), при
падении с высоты
• На ОДА влияют сила тяжести, вес внешних
нагрузок, сила инерции (при движении), сила
реакции опоры
• Под действием нагрузок сжатия
деформируются позвоночник, своды стопы,
суставы, находящиеся ближе к поверхности
опоры (сила тяжести + сила инерции)

32. Деформации растяжения

• Часто встречаются в
сухожилиях,
связках, мышцах
• Эпикондилит,
тендинит, разрывы
связок и мышц и т.д.

33. Деформации изгиба

• Возникают тогда, когда кости работают как
рычаги
• В этом случае на кости воздействует сила
сокращения мышц, сила тяжести внешней
нагрузки, сила инерции (при движении), сила
реакции опоры (на суставы)
• Нагрузки ударного характера – причина
переломов

34. Деформации скручивания

• Возникают при нагрузках,
направленных вдоль продольной оси
части тела, действуют силы инерции
(при движении) и сила реакции опоры
• В основном, травмы связок и суставов
(горнолыжный спорт)