Organizacja układu mięśniowo-szkieletowego jako wielostawowego aparatu ruchu.
Ruchomość to termin, którym określa się zakres ruchów w stawach, jedną z funkcjonalnych właściwości połączeń ruchowych.
Zakres ruchów w stawach, potocznie nazywa się gibkością.
Przyżyciowa ruchomość stawów zależy od biernych struktur połączeń, którymi są powierzchnie stawowe, torebki stawowe i więzadła, oraz od struktur czynnych, czyli mięśni. Mięśnie, otaczając staw, wywołują w nich ruchy, ale – stanowiąc element konstrukcyjny układu ruchu – mogą również być przyczyną ograniczeń zakresu ruchu.
Wyróżnia się ruchomość szkieletową bierną
i czynną.
Czynny zakres ruchu to taki, jaki uzyskamy aktywizując momenty sił mięśni działających na dany staw.
Zakres bierny jest uzyskiwany przy wykorzystaniu momentu siły zewnętrznej,
a wtedy mięśnie zachowują się biernie.
Ograniczenia zakresu ruchu w stawie mają różne przyczyny, lecz najczęściej wynikają z utraty elastyczności mięśni (włókien mięśniowych i ścięgien). Ograniczenie zakresu ruchu spowodowane jest również przez elastyczne twory łącznotkankowe – więzadła, których rola polega na wzmocnieniu torebki stawowej i całego połączenia.
Łańcuch kinematyczny (F.Reuleux 1875 kinematyka maszyn): zamknięty system ogniw połączonych razem w taki sposób, że ruch jednego ogniwa przy ustabilizowanym innym powoduje ruch pozostałych ogniw w przewidywalny sposób. A.Steindler 1995: kombinacja kilku kolejno rozmieszczonych stawów stanowiących kompleksowy układ ruchowy (otwarte, zamknięte)
Łańcuch kinematyczny (biokinematyczny) - spójny zespół członów połączonych w pary kinematycznePara kinematyczna – ruchowe połączenie dwóch lub więcej członów wzajemnie ograniczające ich ruchy względneCzłon - to sztywny element ciała ludzkiego w postaci kościRuchliwość łańcucha kinematycznego – liczba stopni swobody tego łańcucha względem podstawy (człon stanowiący nieruchomy układ odniesienia np. dla kończyny dolnej miednica)
Liczba stopni swobody ciała sztywnego – liczba niezależnych współrzędnych określajacych jednoznacznie jego położenie w przestrzeni względem wybranego układu odniesienia. Swobodny człon sztywny zawieszony w przestrzeni posiada 6 stopni swobody ruchu: - 3 ruchy postępowe wzdłuż osi x, y, z - 3 obrotowe wokół tych samych osi
Stopień swobody – niezależny ruch względny członów w stawie. Stawy o maksymalnie 3 stopniach swobody ruchu, np. staw ramienny, biodrowy.
Otwarty łañcuch kinematyczny to łańcuch , w którym końcowe ogniwo jest swobodne i łączy się tylko z jednym, sąsiednim ogniwem. Ruchy ogniw są niezależne od siebie.
Zamknięty łañcuch kinematyczny to łañcuch,w którym koñcowe ogniwo nie jest swobodne. Ruch jednego ogniwa powoduje określony ruch innych ogniw, a każdy jego człon jest połączony z co najmniej dwoma innymi członami
Ciało człowieka składa się główniez otwartych łañcuchów kinematycznych,gdyż ogniwa koñcowe (stopa i ręka) pozostają wolne.
Można również wyodrębnić w ciele człowieka dwa zamknięte łañcuchy kinematyczne. Jednym z nich jest klatka piersiowa i wszystkie jej struktury ruchowe zaangażowane w proces oddychania.
Ruchy żeber wymuszają określone ruchy mostkaoraz kręgosłupa piersiowego i odwrotnie. Wymienia się 56 stawów sprzężonych, które współdziałają przy ruchach całej klatki piersiowej.
Drugim takim łañcuchem kinematycznym wydaje się być miednica, gdzie śladowa ruchomość w stawach krzyżowo-biodrowych powoduje przy ruchu w jednym z tych stawów określony ruch drugiego.
Z wielu różnorodnych ćwiczeń w procesieusprawniania nie da się niektórychzakwalifikować do wykonywanych w otwartych lub zamkniętych łańcuchach kinematycznych.Ruchy każdego człowieka sąkombinacją ruchów w zamkniętych i otwartychłańcuchach kinematycznych.
CHÓDW przypadku normalnego chodu stosunek ruchów w zamkniętych łańcuchach kinematycznych do ruchów w otwartych łańcuchach wynosi 65% do 35%. W miarę wzrostu prędkości poruszania procentowy udział ruchów w zamkniętym łańcuchu kinematycznym znacząco maleje (podczas sprintu 10%)
Wielu autorów stawia pytanie co to jest naprawdę otwarty, a szczególnie zamknięty łańcuch kinematyczny,jak klasyfikować niektóre, wykonywane przez pacjentów ćwiczenia?
Aby rehabilitacja była skuteczna,uwzględnia się oba komponenty ruchu
Otwarty łańcuch kinematyczny możnaopisać jako izolowany ruch w jednym stawie,którego część dystalna porusza sięswobodnie w przestrzeni, a siła wytwarzanaprzez ciało jest na tyle duża by pokonać opór. Ćwiczenia w otwartych łańcuchachkinematycznych charakteryzują się większąprędkością i swobodą ruchu, a mniejsząstabilnością
Przykład - ćwiczenie oporowe prostowników stawu kolanowego na maszynie wyprostnej
Zamknięty łańcuch kinematyczny można opisać jako określony ruch wielostawowy, w którym dystalny segment jest ustabilizowany lub napotyka duży opór,który ten ruch uniemożliwia lub w znacznym stopniu ogranicza. Siła wytwarzana przez ciało nie jest wystarczająca by pokonać ten opór.
Zespoły mięśniowe pracują odwrotnie. Przyczep końcowy staje się początkowym, a początkowy końcowym.Wymusza to inną koordynację nerwowo-mięśniową
Przykładem takiej odwróconej pracy mięśni jest praca zapasowych mięśni wdechowych po zbyt intensywnym wysiłku, kiedy nie wystarcza pracasamej przepony i mięśni ją wspomagających. Warunkiem włączenia się tych mięśniw proces oddychania jest zamknięcie łańcucha kinematycznego i ustabilizowanie kończyn górnych poprzez oparcie ich na kolanach lub uchwycenie jakiegoś stabilnego przedmiotu.
Poszczególne pary kinematyczne tracą część swoich stopni swobody ruchu na rzecz całego łańcucha kinematycznego i dlatego ćwiczenia te charakteryzują się większą stabilnością, a mniejszym przyśpieszeniem.Zmienia się reguła ruchu artrokinematycznego.Porusza się część proksymalna w stosunku do ustabilizowanej dystalnej.
Dla wielu autorów podział ćwiczeń na wykonywane tylko w otwartych i zamkniętych łańcuchach kinematycznych jest nie wystarczający i nie do końca jasny. Istnieje duża grupa ćwiczeń terapeutycznych, których nie da się przypisać do żadnej z tych dwu grup.
Na podstawie szczegółowej analizy wielu ćwiczeń Wilk i wsp. zaproponowali klasyfikację składającą się z czterech grup ćwiczeń
Ćwiczenia:
l w otwartych łańcuchach kinematycznych,
l w zamkniętych łańcuchach kinematycznych,
l w częściowo zamkniętych łańcuchachkinematycznych,
l w szybko zmieniających się na przemianotwartych i zamkniętych łańcuchachkinematycznych (rapid succession drills)
Ćwiczenia w częściowo zamkniętych łańcuchachkinematycznych to ćwiczenia, w których segment dystalny napotyka opór, ale nie jest w pełni ustabilizowany, np. podczas biegu na nartach.
Ćwiczenia w szybko zmieniających się na przemian otwartych i zamkniętych łańcuchach kinematycznych - segment obwodowy jest cyklicznie i szybko zamykany i otwierany, np. podczas biegu, skoków
Ćwiczenia w otwartych łańcuchach kinematycznych
Ćwiczenia te są najczęściej do tej pory stosowanym środkiem terapeutycznym, stanowią specyficzne, efektywne i izolowane ćwiczenia pojedynczych grup mięśniowych, odtwarzają pojedyncze wzorce ruchowe i charakteryzują się zwiększeniem komponenty sił ścinających w stosunku do kompresujących. W mniejszym stopniu stymulują one propriocepcję, przede wszystkim aktywizują mięśnie agonistyczne i synergistyczne i nie są odpowiednie do treningu
czynności dnia codziennego i aktywności sportowej
Ćwiczenia w zamkniętych łańcuchach kinematycznych
Na przestrzeni kilku ostatnich lat ćwiczenia te stały się jednym z podstawowych i najbardziej popularnych środków terapeutycznych; angażują duże zespoły dynamiczne,
odtwarzają bardziej funkcjonalne wzorce ruchowe i charakteryzują się zwiększeniem komponenty sił kompresujących w stosunku do ścinających. Część z nich zapewnia lepszą stabilizację stawów poprzez kokontrakcję zespołów mięśniowych je otaczających.
Zapewniają lepszą dynamiczną
stabilizację-propriocepcję, aktywizują jednocześnie mięśnie agonistyczne, synergistyczne i antagonistyczne oraz są bezpieczniejsze niż niektóre ćwiczenia w otwartych łańcuchach kinematycznych
Istotną zaletą ćwiczeń w zamkniętych
łańcuchach kinematycznych jest to, że poprzez
działanie wielostawowe i angażowanie większej liczby grup mięśniowych w dużym stopniu poprawiają one propriocepcję.
Przypomnieć należy, że zabieg przywraca tylko mechaniczną stabilizację stawu;
dynamiczną kontrolę nerwowo-mięśniową zapewnia fizjoterapia, co w efekcie daje funkcjonalną stabilność.
Chociaż wielu autorów dostrzega większekorzyści ze stosowania ćwiczeń w zamkniętych łańcuchach kinematycznych, to należy zaznaczyć, że nie jest to panaceum.
Stosując tylko ćwiczenia w zamkniętych łańcuchach kinematycznych możemy nie dostrzec słabszych ogniw w tym łańcuchu, które pacjent kompensuje za pomocą dobrze funkcjonujących innych ogniw. Zagraża to wystąpieniem innych lub powtórnych urazów, które mogą utrudnić proces usprawniania. Dlatego w postępowaniu terapeutycznym należy zwracać uwagę także na słabsze części łańcucha kinematycznego i trenować je w sposób mniej funkcjonalny, a bardziej lub mniej wyizolowany, używając ćwiczeń w otwartym łańcuchu kinematycznym.
Przykład
Pacjenci po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego, u których w początkowej fazie procesu usprawniania stosuje się tylko ćwiczenia w zamkniętych łańcuchach kinematycznych jako bardziej funkcjonalne i bezpieczniejsze dla przeszczepu, zapominając o potrzebnych, izolowanych ćwiczeniach mięśnia czworogłowego uda w pozycjach bezpiecznych dla przeszczepu.
Tak więc ćwiczenia w zamkniętych łańcuchach kinematycznych, stosowanesamodzielnie, nie przywracają wszystkichfunkcji w danym stawie. Zatem termin ich funkcjonalności jest nadużywany. By proces usprawniania był optymalnywskazane jest łączenie obu rodzajówćwiczeń, w zależności od potrzeby.
Podsumowanie
Program fizjoterapii powinien zawierać zarówno ćwiczenia w otwartych, jak
i zamkniętych łańcuchach kinematycznych indywidualnie dobrane dla każdego pacjenta.
Dziękuję za uwagę.
kot_fredek