Biomechanika jest to odniesienie zasad mechaniki do żywego organizmu zdrowego człowieka, jest częścią fizjologii ruchu.
Biomechanika kliniczna obejmuje zagadnienia mechaniki ciała człowieka w różnych dysfunkcjach ruchowych, jest częścią patologii ruchu.
Ruch ciała ludzkiego oprócz działania wewnętrznych i zewnętrznych sił, jest wynikiem działania innych czynników, które nie mogą zostać ujęte w sposób matematyczny.
Opisywanie ruchu ciała ludzkiego tylko w kategoriach praw mechaniki może okazać się błędne.
Istotą biomechaniki klinicznej jest porównanie normalnych i patologicznych zjawisk ruchu wraz z analizą możliwości korekcji tych patologii.
Biomechanika kliniczna korzysta także z innych informacji z zakresu fizykochemii.
Zakres czynny ruchu to taki, jaki uzyskamy aktywizując momenty sił mięśni działających na dany staw.
Zakres bierny ruchu uzyskuje się przy wykorzystaniu momentów sił zewnętrznych, przy czym mięśnie zachowują się biernie.
Ruchomość szkieletowa (wartość teoretyczna) na jaką pozwala kształt powierzchni stawowych łączących się kości.
Zakres ruchu w stawie (ruchomość) wyznaczony jest przez kąt, jaki zawiera się między skrajnymi (tzw. zwrotnymi) położeniami jednego z członów względem drugiego, unieruchomionego.
Pomiar zakresu ruchu stawu w danej płaszczyźnie to pomiar kąta, którego wierzchołek leży w osi stawu a ramiona to dwa skrajne położenia tego samego odcinka.
a z = a max - a z min
Goniometria – zasada pomiaru ruchomości stawów.
Bryła sztywna może poruszać się w przestrzeni ruchem dowolnym, czyli stanowiącym sumę dwóch tzw. niezależnych rodzajów ruchów: postępowego i obrotowego.
Ciało swobodne na które nie zostały nałożone żadne więzy ma 6 stopni swobody ruchu.
Ruchomością pary kinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody ruchu jednego z członów pary względem drugiego, unieruchomionego.
Klasą pary kinematycznej nazywamy liczbę stopni swobody (spośród sześciu) „utraconych” – przez jeden (każdy z obu) z członów pary – w wyniku nałożenia na nie więzów tworzących parę kinematyczną.
Np. staw kolanowy jest połączeniem IV klasy; ma nałożone cztery więzy przez kształt geometryczny powierzchni stawowych i otaczających go więzadeł..
Łańcuch kinematyczny (zwany również łańcuchem stawowym) to kombinacja szeregu stawów łączących sukcesywnie segmenty kostne. Jest to złożona jednostka mechaniczna lub motoryczna.
Ruchliwością łańcucha kinematycznego nazywamy liczbę stopni swobody członów ruchomych łańcucha względem nieruchomej podstawy, za którą uważa się jeden, dowolnie wybrany człon.
5
W = 6n - S Pi * i
i=3
W – ruchliwość łańcucha kinematycznego
n – liczba ruchomych członów (bez podstawy)
i – klasa pary kinematycznej
Pi – liczba par i-tej klasy
Łańcuch kinematyczny otwarty – to łańcuch o konfiguracji szeregowej, którego ogniwa nie tworzą struktur zamkniętych, obwodowe segmenty kostne kończą się w przestrzeni wolno. Np. kończyny i kręgosłup.
Łańcuch kinematyczny zamknięty – to taki, w którym występują połączenia ruchów miedzy wszystkimi członami, tworząc pierścień lub zamknięty obwód. Np. klatka piersiowa, w której żebro wraz ze swym połączeniem mostkowym i kręgowym tworzy pierścień.
Układ ruchu człowieka zawierający kości – człony sztywne i stawy – połączenia ruchowe, uznajemy za biomechanizm.
144 człony ruchome (względem podstawy czaszki);
143 pary kinematyczne:
3 st. sw. czyli III klasa – 29 par
2 st. sw. czyli IV klasa – 33 pary
1 st.sw. czyli V klasa – 81 par.
Złożony proc zmierzający do wyrównania braków w ustroju, zastąpienia czynności uszkodz narządów i przystosowania się do środowiska w warunkach morfologicznych i czynnościowych schorzeń lub urazów. Proc kompensacyjne polegają na odtwarzaniu czynności całego narządu ruchu lub jego części za pomocą środków zastępczych organizmu ludzkiego.
Ø Każdy żywy organizm ma mechanizmy fizjologiczne pozwalające na zastąpienie funkcji różnych narządów, których prawidłowe działanie zostało zaburzone wskutek defektu wywołanego chorobą, urazem czy innymi czynnikami o charakterze destrukcyjnym.
Ø Uruchomienie rezerw czynnościowych (kompensacyjnych) może nastąpi tylko w sytuacji zaburzenia czynności podstawowych mechanizmów fizjologicznych, odpowiedzialnych za daną funkcję.
Ø Procesy kompensacji zostają uruchomione bez udziału woli i niezależnie od tego, który narząd został uszkodzony. Samoistny rozwój tych procesów przeważnie nie jest korzystny dla odzyskania utraconych funkcji i dlatego wymaga sterowania przez terapeutę.
Ø Powrót, reedukacja utraconych funkcji nie jest procesem trwałym. Wymaga stałego treningu przy zmieniających się, korzystnie dobieranych bodźcach fizjologicznych, których skuteczność musi być „potwierdzana” przez analizator kinestetyczny.
Analizator kinestetyczny (przekaźnik czucia głębokiego)jest pojęciem czynnościowym, składa się z zespołów komórek i dróg nerwowych wyspecjalizowanych w odbiorze, przetwarzaniu i syntetyzowaniu bodźców przekazywanych z obszaru narządu ruchu do ośrodkowego układu nerwowego – do kory mózgowej.
KOMPENSACJA ZALEŻY OD:
Ø stopnia dojrzałości uszkodzonej struktury (niedojrzałe struktury są trudniejsze do skompensowania)
Ø stopnia zróżnicowania uszkodzonej czynności (najwyżej zróżnicowane – najtrudniej podlegają kompensacji)
Ø stopnia zlokalizowania czynności w morfologicznie odrębnych strukturach u. nerwowego
Ø wielkości i lokalizacji ogniska chorobowego w u. nerwowym
Ø szybkości powstania uszkodzenia
Ø ogólny stan chorego
Ø motywacji
Ø wieku chorego
Ø stosowania odpowiednich technik kinezyterapeut.
KOMPENSACJA W ZAKRESIE NARZĄDU RUCHU DOTYCZY:
Ø zaburzeń dynamicznych
Ø zaburzeń statycznych
Ø zaburzeń mieszanych
Ø ubytków anatomicznych, upośledzenia czucia, zaburz równowagi
Kompensacja bezpośrednia (substytucja sił mięśni) – zastąpienie brakujących sił mięśni siłami działającymi tak samo lub podobnie, zazwyczaj w bliskim sąsiedztwie.
Kompensacja pośrednia (substytucja czynności) – (dotyczy całej grupy mięśni i brak jest sił działających podobnie), zastąpienie ruchu niemożliwego do wykonania ruchem bądź ruchami najbardziej użytecznymi do wykonania zamierzonej czynności.
KOMPENSACJA ZABURZ STATYCZNYCH DOTYCZY NAJCZĘŚCIEJ ZAGIĘC OSIOWYCH KKD, KREGOSŁUPA LUB SKRÓCENIA JEDNEJ Z KD.
Kompensacja jest wyrazem odruchu ortostatycznego, który zapewnia pionowe ustawienie przez przesunięcie środka ciężkości ciała ponad płaszczyznę podparcia.
Kompensacja wygięć kkd i kręgosłupa stworzenie i utrzymanie przeciwwygięc segmentach sąsiednich, dostatecznie ruchomych.
KOMPENSACJA SKRÓCEŃ PRZEZ:
Ø końskie ustawienie stopy
Ø skośne ustawienie miednicy
Ø czynnościowe skrócenie kończyny dłuższej (zgięcie w kolanie i biodrze)
Kompensacja zaburzeń mieszanych statyczno-dynamicznych stwarza największe trudności choremu i zespołowi leczącemu. Może wywoła szereg niekorzystnych zmian w ustroju przez nadmierne obciążenie układu krążenia oraz odcinków kompensacyjnych.
Adaptacja – przystosowanie (psychiczne i organiczne) do zmniejszonej sprawności ważnych narządów w następstwie choroby lub wypadku.
KOMPENSACJA:
Ø percepcyjna
Ø poznawcza
Ø werbalna
Kompensacja percepcyjna ® wytwarzana jest u osób niewidomych i głuchych – powoduje podniesienie sprawności całego procesu percepcji (spostrzegania) w związku z brakiem jednego ze zmysłów. Zachowane zmysły nabierają nowego znaczenia i wartości.
Anatomicznie, ręka stanowi część narządu ruchu, ale praktycznie jest to oddzielny narząd o wielu funkcjach.
Reprezentacja ręki w ośrodkowym układzie nerwowym obejmuje prawie 1/3 pola ruchowego i czuciowego, co świadczy o ważności tego narządu.
Ręka nie jest tylko narządem chwytnym, ale także czucia. Niewidomym zastępuje wzrok, głuchoniemym mowę. Gestykulacja rąk to wyrażanie stanu psychicznego.
Nawet stosunkowo niewielkie zmiany prowadzą do uszkodzenia delikatnej struktury anatomicznej i powodują ograniczenia funkcji.
Na funkcję chwytną ręki składa się:
1. jakość chwytu
2. wartość chwytu
3. sterowanie, czyli zdolność manipulacyjna
Jakość chwytu jest to zdolność dostosowania się ręki do trzymanego przedmiotu. Uwarunkowana jest głównie prawidłowym zakresem ruchów w stawach.
Jako układ mechaniczny ręka ma 19° swobody – co warunkuje doskonałą zdolność chwytną.
Podstawowe chwyty:
ü opuszkowy
ü szczypczykowy (dwu- i trzypunktowy)
ü cylindryczny
ü koncentryczny
ü hakowy
ü młotowy
Chwyt opuszkowy (boczny) i szczypczykowy należą do grupy chwytów precyzyjnych.
Chwyt hakowy i młotowy należą do grupy chwytów siłowych.
Chwyty funkcjonalne: cylindryczny, koncentryczny.
Wartość chwytu – jest to zdolność ręki do przenoszenia obciążeń zewnętrznych. Uwarunkowana ona jest siłą mięśniową, sprawnym układem więzadłowym, kierunkiem działania siły zewnętrznej i wielkością współczynnika tarcia między ręką a przedmiotem.
Rozróżnia się trzy kierunki działania siły:
ü Gdy siła zewnętrzna jest prostopadła do osi poprzecznej ręki (chwyt hakowy) – niesienie walizki. W tym układzie tarcie między ręką a przedmiotem jest najmniejsze.
ü Gdy siła zewnętrzna skierowana jest równolegle do osi poprzecznej ręki (chwyt cylindryczny) – podciąganie się przy poręczy schodów. Tarcie między ręką a przedmiotem jest największe.
ü Gdy siła zewnętrzna przenoszona jest na rękę przez układ dźwigniowy (chwyt młotowy) – krajanie chleba. W tym układzie ręka jest rozwierana przez ramię dźwigni, a tarcie między przedmiotem trzymanym i ręką nie jest duże.
ü W chwycie cylindrycznym i młotowym powierzchnie stawowe ręki są dociskane przez siły wewnętrzne ręki.
ü W chwycie hakowym powierzchnie stawowe są rozciągane przez siły zewnętrzne, a równoważące je siły wewnętrzne przenoszone są głównie przez więzadła.
Zjawisko takie ma ogromne znaczenie w przypadku pracy ręki „reumatoidalnej”. Chwyt cylindryczny i młotowy wyzwalają nawet przy niskich obciążeniach zewnętrznych ból, który ogranicza wielkość siły.
Natomiast w chwycie hakowym ból nie pojawia się nawet przy wyższych obciążeniach. Chory nie jest w stanie podnieść szklanki z wodą (cylindryczny), natomiast podniesie znacznie cięższe wiadro (hakowy).
Zdolność manipulacyjna uwarunkowana jest prawidłowa funkcją układu nerwowego i prawidłową strukturą układów dynamicznych ręki.
ü W ręce reumatoidalnej ograniczenie sprawności spowodowane jest zmianami anatomicznymi i bólem.
ü Natomiast w przypadku zespołu kanału nadgarstka bezpośredni ucisk na nerw pośrodkowy i zaburzenia czucia są neurogenną przyczyną ograniczenia sprawności.
ü Pole pracy ręki zależy głównie od ruchomości stawu MCP (śródręczno-paliczkowy). Przy sztywnym stawie MCP, a ruchomym Pip (międzypaliczkowym bliższym) i DiP (międzypaliczkowym dalszym) pole pracy jest małe. Większe pole pracy występuje przy ruchomym MCP, a sztywnych, w lekkim zgięciu stawach międzypaliczkowych.
Ograniczenie zgięcia w MCP może występować na skutek:
ü przykurczu więzadeł pobocznych;
Więzadła poboczne mają swoje przyczepy umiejscowione ekscentrycznie w stosunku do osi obrotu. W wyproście są one rozluźnione – co pozwala na ruch odwodzenia palców, w zgięciu są napięte – co wyklucza ruch odwodzenia.
Przykurcz więzadeł pobocznych ogranicza ruch odwodzenia i zgięcia. Jeśli chory nie może wykona w pozycji wyprostnej stawów MCP odwodzenia palców, wskazuje to na przykurcz więzadeł pobocznych.
ü przykurcz mięśni prostujących palce;
Mięśnie prostujące palce, w zależności od zgięcia nadgarstka, zbliżają (zgięcie grzbietowe) lub oddalają (zgięcie dłoniowe) swoje przyczepy. Ograniczenie zgięcia w stawach MCP, przy równoczesnym zgięciu dłoniowym nadgarstka, świadczy o przykurczu mięśni prostujących palce.
Ograniczenie chwytu ręki jest wynikiem ograniczenia ruchów w stawach. Im więcej stawów (stopni swobody) bierze udział w danym chwycie, tym szybciej w „ręce reumatoidalnej” występuje ograniczenie danego chwytu.
Z badań wynika, że chwyt szczypczykowy (1° swobody) jest zachowany w 96% osób badanych (z ręką „reumatoidalną”).
Natomiast chwyt cylindryczny (19° swobody) jest zachowany w 67% badanych.
Układ więzadłowy odgrywa ważną rolę w przenoszeniu zewnętrznych obciążeń, tak jak układ mięśniowy. Więzadła poboczne MCP w zgięciu ulegają napięciu i dociskają powierzchnie stawowe, zwiększając w ten sposób stabilizację stawów.
Masa mięśni zginających palce jest nieduża w stosunku do siły jaką może wyzwolić ręka w chwycie.
Długie mięśnie zginające i prostujące palce biegną nad stawem nadgarstkowym, śródręczno-nadgarstkowym i śródręczno-paliczkowym.
Uszkodzenie aparatu więzadłowego tych stawów powoduje rozluźnienie stawów, zmniejszenie ich stabilizacji, siły a to prowadzi do powstania deformacji.
*Objawem rozluźnienia aparatu więzadłowego stawu nadgarstkowego jest występowanie ruchu szufladkowego, a w przypadkach zaawansowanych – podwichnięcia dłoniowego nadgarstka.
*W stawie nadgarstkowo-śródręcznym objawem rozluźnienia aparatu więzadłowego jest występowanie biernego ruchu patologicznego II i III kości śródręcza w kierunku dłoniowym i grzbietowym.
Rozluźnienie tych więzadeł powoduje patologiczną ruchomość w tych stawach, co prowadzi do zmiany kształtu sklepienia podłużnego ręki. Uniesienie główki II kości śródręcza w stronę grzbietową stanowi jeden z głównych elementów deformacji ulnarnej palców.
*Objawem rozluźnienia więzadeł pobocznych w stawie MCP jest występowanie biernego ruchu odwodzenia w zgięciu w tych stawach. W warunkach prawidłowych ruch ten na skutek napięć więzadeł pobocznych nie występuje.
W ręce reumatoidalnej rozluźnienie więzadeł występuje na skutek uszkodzenia układu więzadłowego przez proces zapalny lub na skutek zniszczenia powierzchni stawowych co wtórnie prowadzi do rozluźnienia więzadeł.
Większe zgięcie grzbietowe u chorych z chorobami reumatoidalnymi, na skutek współistniejących ograniczeń ruchów pro- i supinacji przedramienia, ruchów w stawach łokciowych i barkowych, ogranicza wykonanie wielu czynności z zakresu samoobsługi (mycie, jedzenie).
W ręce reumatoidalnej występują trzy zasadnicze deformacje:
ü odwiedzenie łokciowe palców
ü palce butonierkowate
ü łabędzie szyjki
Czterostopniowy podział deformacji:
Ø I° - deformacja może być skorygowana przez pacjenta
Ø II° - deformacja może być skorygowana biernie, a korekcja utrzymana czynnie
Ø III° - deformacja może być skorygowana biernie, a korekcja nie może być utrzymana czynnie
Ø IV° - deformacja nie może być skorygowana biernie
Odchylenie ulnarne palców I i II° w początkowym okresie jest kompensowane przez promieniowe odwiedzenie nadgarstka, co nadaje ręce wygląd bagnetowaty.
Ulnaryzacja palców to trwałe odchylenie palców w stronę łokciową w stawach śródręczno-paliczkowych z równoczesnym ich podwichnięciem dłoniowym.
Deformacja typu „łabędziej szyjki” powstaje przy uszkodzeniu płytki chrzęstnej dłoniowej stawu międzypaliczkowego bliższego, powodujące oderwanie jej przyczepu od paliczka podstawowego, co w następstwie zaburza równowagę mięśniową palca.
Deformacja typu „łabędziej szyjki” ogranicza znacznie zdolność chwytu. W utrwalonych deformacjach pole pracy ręki jest zmniejszone o połowę.
W tej deformacji paliczek środkowy i paliczek bliższy nie biorą udziału w chwycie.
Na skutek przeprostu w stawach PiP zmienione są warunki anatomiczne, co prowadzi do zmniejszenia siły chwytu. Tak więc zarówno jakość chwytu jak i siła są ograniczone.
Zaburzenia czynności i funkcji mogą być związane z uszkodzeniem układu nerwowego.
Uszkodzenie poszczególnych nerwów daje dość typowe ustawienie odpowiednich odcinków.
Ustawienia te wynikają oczywiście z wypadnięcia funkcji mięśni – zgodnie z unerwieniem obwodowym.
Uszkodzenie górnej części splotu ramiennego – następuje wyprostno-przywiedzeniowe ustawienie kończyny z jej rotacją wewnętrzną (ręka kelnera).
...
fizjo.awf