Нижние конечности человека: Скелет верхних и нижних конечностей

Скелет верхних и нижних конечностей

Верхние конечности представлены руками. Для рук человека характерна высокая подвижность, с их помощью он осуществляет разнообразные трудовые операции и манипулирует предметами.

Нижние конечности представлены ногами. Они выдерживают большую нагрузку и целиком принимают на себя функцию передвижения. Для них характерны массивность, крупные и устойчивые суставы.

Значит, основные функции конечностей – опора, перемещение тела в пространстве и обеспечение трудовой деятельности.

Верхние и нижние конечности прикрепляются к позвоночнику при помощи костей поясов конечностей: верхнего плечевого пояса и пояса нижних конечностей.

Строение скелета верхней конечности. Он представлен верхним плечевым поясом и свободной верхней конечностью.

Скелет пояса верхней конечности

состоит из двух лопаток и двух ключиц. Лопатка – плоская парная кость треугольной формы. Лопатки лежат свободно среди спинных мышц. Они обеспечивают соединение плечевой кости с ключицей. При необходимости они вместе с ключицами участвуют в движении рук.

Ключица – небольшая парная кость, имеющая изогнутую эс-образную форму. Она соединяет лопатку с грудиной.

Благодаря ей рука соединяется с телом. Ключица отставляет плечевой сустав на некоторое расстояние от грудной клетки и обеспечивает руке свободу движений. Благодаря длинным ключицам, положению лопаток, плоской и широкой грудной клетке и большому числу мышц рука человека приобретает большую подвижность. Для неё характерна высокая точность движений, позволяющая, например, циркачу жонглировать сразу несколькими предметами, а часовщику собирать из едва различимых глазом деталей миниатюрные часы.

Верхняя конечность состоит из трёх частей: плечо, предплечье и кисть. Скелет свободной верхней конечности представлен плечевой костью, двумя костями предплечья – лучевой и локтевой (она располагается со стороны мизинца) и костями кисти.

Скелет кисти состоит из восьми костей запястья, расположенных в два ряда, пяти костей пясти и фаланг пальцев, включающих четырнадцать костей. Большой палец состоит из двух фаланг, а все остальные – из трёх.

Если ладонь человека направлена вверх, лучевая и локтевая кости идут параллельно друг другу, если ладонь направлена вниз, то лучевая кость перекрещивает локтевую.

Головка плечевой кости образует с лопаткой плечевой сустав. Также нижняя часть плечевой кости образует локтевой сустав с лучевой и локтевой костями. Кости предплечья и кисти образуют

лучезапястный сустав.

Кости запястья и пясти образуют широкую ладонь. Человек имеет конечность хватательного типа – большой палец руки противопоставлен остальным четырём. Это позволяет удерживать различные предметы, например яблоко.

Скелет нижней конечности представлен поясом нижних конечностей и свободной нижней конечностью.

Скелет пояса нижней конечности представлен двумя тазовыми костями, которые соединяются между собой неподвижно и образуют таз

.

У новорождённых детей тазовая кость образована тремя костями (седалищной, лобковой и подвздошной), которые соединяются с помощью хрящей. С возрастом хрящ заменяется костной тканью и кости срастаются. Таз человека широкий и имеет форму чаши. Это объясняется тем, что у млекопитающих внутренние органы опираются на стенки живота, а у человека, в связи с прямохождением, – на кости таза. Женщины имеют более широкий таз по сравнению с мужчинами.

Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости (бедро), двух костей голени (большеберцовой и малоберцовой) и костей стопы.

Скелет стопы представлен семью костями предплюсны, пятью костями плюсны и фалангами пальцев, включающих четырнадцать костей. Самые крупные кости предплюсны – таранная и пяточная кости. Таранная кость имеет пяточный бугор, который служит опорой при стоянии.

Бедренная кость – самая длинная трубчатая кость скелета человека. Она соединяется с тазовой костью тазобедренным суставом, а с большеберцовой костью образует коленный сустав, в состав которого входит надколенник.

Кости голени соединяются с костями стопы и образуют голеностопный сустав.

Кости стопы образуют изгибы, или своды. Они позволяют распределить тяжесть, падающую на стопу, уменьшает сотрясения и толчки, придают походке плавность и пружинистость.

Итог урока. Скелет верхней конечности состоит из плечевого пояса, включающего парные ключицы и лопатки, и свободной верхней конечности. Скелет нижней конечности представлен поясом нижних конечностей, состоящим из двух неподвижно соединённых тазовых костей, и свободной нижней конечностью.

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

https://ria.ru/20200211/1564516096.html

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты — РИА Новости, 11.02.2020

Как меняется скелет современного человека: самые необычные факты

Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных… РИА Новости, 11.02.2020

2020-02-11T08:00

2020-02-11T08:00

2020-02-11T08:00

наука

сша

лондон

риа новости

казанский (приволжский) федеральный университет

открытия — риа наука

здоровье

потсдам

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/07e4/02/07/1564416581_0:0:1280:720_1920x0_80_0_0_6eefbf7ca1be522c8bc781f7c83e5ab3.jpg

МОСКВА, 11 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных звуков. Зато относительно недавно человеческий скелет пополнился новой костью. Теперь у многих их 208, а не 207.Подпорка для коленаМиллионы лет назад, на заре становления человеческого вида, из колена исчезла за ненадобностью маленькая косточка — флабелла. В последнее время ее снова начали находить.Флабелла — одна из сесамовидных костей, располагающихся в сухожилиях. У животных она сформировалась примерно двести миллионов лет назад, чтобы придать прочности суставам, защитить сухожилие от повреждения при сильных нагрузках. Считается, что у человека эта кость повышает механическое сопротивление икроножной мышцы. Но зачем это нужно?Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) проанализировали 66 научных работ начиная с 1875 года, содержащих сведения о флабелле. Выяснилось, что она встречается в 36,8 процента случаев чаще у азиатов, жителей Океании и Южной Америки, а если брать в расчет половой признак, то предпочтительнее у мужчин. В целом в 2018 году эта кость распространена в человеческой популяции в 3,5 раза чаще, чем век назад — в 1918-м.Рост флабеллы обусловлен генетически, но вот ее окостенение у всех происходит в разном возрасте и, возможно, зависит от механических причин. Чаще ее встречают у людей после 70 лет, но она может проявиться уже у 12-летних.Обычно флабелла появляется в обеих коленях и служит причиной осложнений после хирургических операций по замене суставов. В имплантате ее присутствие не учитывают, и это вызывает боль при ходьбе. В итоге «лишнюю» кость приходится удалять.Замечено также, что у людей с флабеллой нередко встречаются некоторые нейропатические заболевания, а риск остеоартрита колена увеличивается в два раза. Но что причина, а что следствие, пока неясно.Цена оседлостиСкелет современного человека более легкий по сравнению со скелетом предковых форм. Это выяснили ученые из Великобритании, США, Германии и Южной Африки. На этот счет существует специальный термин — «грацилизация». Он подразумевает уменьшение силы и массы костей по отношению к массе тела.О том, что современные люди более «грацильные», чем древние гоминиды, известно давно. Антропологи считали это результатом смены образа жизни, где физической активности стало гораздо меньше из-за автоматизации труда. Но насколько именно полегчали наши кости?Ученые проанализировали губчатую ткань костей верхних и нижних конечностей у нескольких вымерших гоминид, начиная с австралопитека, шимпанзе и современного человека. Им удалось показать увеличение грацильности от более древних к поздним представителям рода, но не плавное: кости неандертальцев и современных им разумных людей были почти такие же плотные, как кости древних homo.А вот нынешние люди отличаются меньшей плотностью костей даже по сравнению с прямыми предками, жившими во времена последнего оледенения 20 тысяч лет назад. Причем кости нижних конечностей подверглись грацилизации в большей степени. Это подкрепляет гипотезу авторов работы о том, что причина анатомических изменений — оседлый образ жизни. Расплата за стройную фигуру — остеопороз костей.Челюсть отвалиласьРаньше считалось, что разнообразие человеческих языков не связано с анатомией. Однако международный коллектив ученых, включая представителей Казанского федерального университета, доказал обратное. По их мнению, губно-зубные звуки «ф» и «в» появились в речи после неолитической революции, примерно шесть тысяч лет назад, благодаря тому, что нижняя челюсть уменьшилась.Возникновению человеческой речи предшествовала длительная эволюция скелета и тела, ряд ключевых усовершенствований, таких как опущенная гортань. Все это позволило изобрести тысячи звуков, которые вылились в тысячи существующих языков. Однако, как предположил американский лингвист Чарльз Хоккет, звуки «ф» и «в» тогда отсутствовали. Люди, жившие охотой и собирательством, постоянно пережевывающие сырую растительную пищу, не могли их произносить из-за слишком массивной нижней челюсти и прикуса «зубы к зубам». Расчеты показали, что губно-зубные звуки требуют на 30 процентов меньше мускульных усилий, если прикус позволяет верхней губе касаться нижних зубов. Ученые построили модель и выяснили, что шесть-восемь тысяч лет назад губно-зубные звуки встречались с вероятностью три процента среди примитивных индоевропейских языков, а среди современных — с вероятностью 76 процентов.Авторы работы полагают, что «инновационный» прикус начал распространяться в обществах, которые перешли на приготовление пищи.ПолегчалиВ статье 2010 года антрополог Кристина Шаффлер из Института биохимии и биологии Потсдамского университета (Германия) обратила внимание на то, что скелет современных детей становится менее прочным. Генетические причины исследовательница отвергла, так же как и недостаток питания. Остается одно объяснение — низкая физическая активность.Спустя несколько лет Шаффлер с коллегами повторила исследование, взяв для сравнения данные о больших группах школьников из Германии и России возрастом шесть-десять лет с 2000-го по 2010 год. Ученые проанализировали рост, индекс массы тела и высчитали внешнюю прочность скелета, исходя из соотношения ширины плечевой кости и роста.Они заметили, что индекс массы тела у немецких школьников продолжает повышаться последние два десятилетия, а прочность скелета — снижаться. У российских школьников, которые больше двигаются, чаще ходят пешком, больше занимаются спортом, эти параметры несколько лучше. Однако у мальчиков прочность костей имеет тенденцию к ухудшению.Ученые предполагают, что хрупкость скелета и уменьшение костей плеча — это адаптация к сидячему образу жизни и увеличению жировой ткани в теле.Бегом от стрессаЕще один интересный факт о скелете: оказывается, он играет важную роль во время стресса. Перед лицом опасности мозг дает команду реагировать: убегать или защищаться. При этом повышается температура тела, увеличивается расход энергии, учащается сердцебиение. Все это происходит с помощью различных гормонов.Как показали ученые из США и Индии, в этом процессе участвует и гормон остеокальцин, вырабатываемый костными клетками остеобластами. Специалисты проводили эксперименты на мышах, вызывая у них острый стресс в ответ на вынужденное заключение и удар током и замеряя уровень этого гормона. В среднем у подопытных животных в стрессе показатель вырос на 50 и 150 процентов соответственно. Авторы причислили его к гормонам фитнеса и высказали идею разработать на его основе лекарства от старения.

https://ria.ru/20190310/1551633228.html

сша

лондон

потсдам

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/02/07/1564416581_161:0:1121:720_1920x0_80_0_0_445b6d0e5ba9921bac13126cec178c24.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, лондон, риа новости, казанский (приволжский) федеральный университет, открытия — риа наука, здоровье, потсдам, биология, генетика

МОСКВА, 11 фев — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Кости современных людей за последние тысячелетия стали менее плотными, выяснили ученые. Уменьшилась нижняя челюсть, что позволило произносить больше сложных звуков. Зато относительно недавно человеческий скелет пополнился новой костью. Теперь у многих их 208, а не 207.

Подпорка для колена

Миллионы лет назад, на заре становления человеческого вида, из колена исчезла за ненадобностью маленькая косточка — флабелла. В последнее время ее снова начали находить.

Флабелла — одна из сесамовидных костей, располагающихся в сухожилиях. У животных она сформировалась примерно двести миллионов лет назад, чтобы придать прочности суставам, защитить сухожилие от повреждения при сильных нагрузках. Считается, что у человека эта кость повышает механическое сопротивление икроножной мышцы. Но зачем это нужно?

Ученые из Имперского колледжа Лондона (Великобритания) проанализировали 66 научных работ начиная с 1875 года, содержащих сведения о флабелле. Выяснилось, что она встречается в 36,8 процента случаев чаще у азиатов, жителей Океании и Южной Америки, а если брать в расчет половой признак, то предпочтительнее у мужчин. В целом в 2018 году эта кость распространена в человеческой популяции в 3,5 раза чаще, чем век назад — в 1918-м.

Рост флабеллы обусловлен генетически, но вот ее окостенение у всех происходит в разном возрасте и, возможно, зависит от механических причин. Чаще ее встречают у людей после 70 лет, но она может проявиться уже у 12-летних.

Обычно флабелла появляется в обеих коленях и служит причиной осложнений после хирургических операций по замене суставов. В имплантате ее присутствие не учитывают, и это вызывает боль при ходьбе. В итоге «лишнюю» кость приходится удалять.

Замечено также, что у людей с флабеллой нередко встречаются некоторые нейропатические заболевания, а риск остеоартрита колена увеличивается в два раза. Но что причина, а что следствие, пока неясно.

Цена оседлости

Скелет современного человека более легкий по сравнению со скелетом предковых форм. Это выяснили ученые из Великобритании, США, Германии и Южной Африки. На этот счет существует специальный термин — «грацилизация». Он подразумевает уменьшение силы и массы костей по отношению к массе тела.

О том, что современные люди более «грацильные», чем древние гоминиды, известно давно. Антропологи считали это результатом смены образа жизни, где физической активности стало гораздо меньше из-за автоматизации труда. Но насколько именно полегчали наши кости?

Ученые проанализировали губчатую ткань костей верхних и нижних конечностей у нескольких вымерших гоминид, начиная с австралопитека, шимпанзе и современного человека. Им удалось показать увеличение грацильности от более древних к поздним представителям рода, но не плавное: кости неандертальцев и современных им разумных людей были почти такие же плотные, как кости древних homo.

А вот нынешние люди отличаются меньшей плотностью костей даже по сравнению с прямыми предками, жившими во времена последнего оледенения 20 тысяч лет назад. Причем кости нижних конечностей подверглись грацилизации в большей степени. Это подкрепляет гипотезу авторов работы о том, что причина анатомических изменений — оседлый образ жизни. Расплата за стройную фигуру — остеопороз костей.

Челюсть отвалилась

Раньше считалось, что разнообразие человеческих языков не связано с анатомией. Однако международный коллектив ученых, включая представителей Казанского федерального университета, доказал обратное. По их мнению, губно-зубные звуки «ф» и «в» появились в речи после неолитической революции, примерно шесть тысяч лет назад, благодаря тому, что нижняя челюсть уменьшилась.

Возникновению человеческой речи предшествовала длительная эволюция скелета и тела, ряд ключевых усовершенствований, таких как опущенная гортань. Все это позволило изобрести тысячи звуков, которые вылились в тысячи существующих языков. Однако, как предположил американский лингвист Чарльз Хоккет, звуки «ф» и «в» тогда отсутствовали. Люди, жившие охотой и собирательством, постоянно пережевывающие сырую растительную пищу, не могли их произносить из-за слишком массивной нижней челюсти и прикуса «зубы к зубам».

Расчеты показали, что губно-зубные звуки требуют на 30 процентов меньше мускульных усилий, если прикус позволяет верхней губе касаться нижних зубов. Ученые построили модель и выяснили, что шесть-восемь тысяч лет назад губно-зубные звуки встречались с вероятностью три процента среди примитивных индоевропейских языков, а среди современных — с вероятностью 76 процентов.

Авторы работы полагают, что «инновационный» прикус начал распространяться в обществах, которые перешли на приготовление пищи.

Полегчали

В статье 2010 года антрополог Кристина Шаффлер из Института биохимии и биологии Потсдамского университета (Германия) обратила внимание на то, что скелет современных детей становится менее прочным. Генетические причины исследовательница отвергла, так же как и недостаток питания. Остается одно объяснение — низкая физическая активность.

Спустя несколько лет Шаффлер с коллегами повторила исследование, взяв для сравнения данные о больших группах школьников из Германии и России возрастом шесть-десять лет с 2000-го по 2010 год. Ученые проанализировали рост, индекс массы тела и высчитали внешнюю прочность скелета, исходя из соотношения ширины плечевой кости и роста.

Они заметили, что индекс массы тела у немецких школьников продолжает повышаться последние два десятилетия, а прочность скелета — снижаться. У российских школьников, которые больше двигаются, чаще ходят пешком, больше занимаются спортом, эти параметры несколько лучше. Однако у мальчиков прочность костей имеет тенденцию к ухудшению.

Ученые предполагают, что хрупкость скелета и уменьшение костей плеча — это адаптация к сидячему образу жизни и увеличению жировой ткани в теле.

10 марта 2019, 08:00НаукаНапечатал, вставил, пошел. Создан прорывной метод лечения сложных переломов

Бегом от стресса

Еще один интересный факт о скелете: оказывается, он играет важную роль во время стресса. Перед лицом опасности мозг дает команду реагировать: убегать или защищаться. При этом повышается температура тела, увеличивается расход энергии, учащается сердцебиение. Все это происходит с помощью различных гормонов.

Как показали ученые из США и Индии, в этом процессе участвует и гормон остеокальцин, вырабатываемый костными клетками остеобластами. Специалисты проводили эксперименты на мышах, вызывая у них острый стресс в ответ на вынужденное заключение и удар током и замеряя уровень этого гормона. В среднем у подопытных животных в стрессе показатель вырос на 50 и 150 процентов соответственно. Авторы причислили его к гормонам фитнеса и высказали идею разработать на его основе лекарства от старения.

Кости нижней конечности человека. Суставы нижних конечностей человека

Все прекрасно могут представить себе скелет человека, благодаря многочисленным фотографиям и рисункам, которые каждый из нас видел еще в школе. Но знаем ли мы, что скелет взрослого человека состоит из большого количества различных костей, каждая из которых выполняет определенную функцию?

Скелет человека: из чего он состоит?

Скелет человека является его опорой. Он не только способен выступать для человеческого организма в качестве хранилища для его внутренних органов и систем, но и является местом крепления его мышц. При помощи скелета человек способен совершать различные движения: ходить, прыгать, сидеть, лежать и многое другое. Интересен тот факт, что скелет человека — соединение костей — формируется у ребенка, который находится еще в утробе матери. Правда, сначала это лишь хрящевая ткань, заменяющаяся в процессе его жизни на костную. У малыша кости практически не имеют внутри полого пространства. Оно возникает там в процессе роста человека. Одной из важнейших функций скелета человека является образование новых клеток крови, которые производит костный мозг, находящийся именно в нем. Особенность костей скелета человека – это сохранение в течение жизни (а значит непрерывного роста и развития) определенной формы. Перечень костей скелета человека включает в себя более 200 наименований. Многие из них являются парными, остальные же пар не образуют (33-34 штуки). Это некоторые из костей грудины и черепа, а также копчик, крестец, позвонки.

Функции конечностей человека

Очень важно знать, что процесс эволюции, т. е. непрерывного развития человека, наложил прямой отпечаток на функционирование многих его костей. Верхний отдел скелета человека с его подвижными конечностями предназначен в основном для выживания человека в мире. При помощи рук он способен приготовить пищу, сделать домашнюю работу, обслужить себя и т. д. Также существуют кости нижних конечностей человека. Анатомия их настолько продумана, что человек способен удерживаться в вертикальном положении. Одновременно с этим, они служат для него основой передвижения и опоры. Хочется отметить, что нижние конечности — менее подвижные, по сравнению с верхними. Они по весу и плотности более массивные. Но наряду с этим, их функции очень важны для человека.

Скелет нижней конечности человека

Рассмотрим скелет человека: скелет нижней конечности и верхней конечности представлен поясом и свободной частью. В верхнем отделе это следующие кости: грудной пояс, лопатки и ключица, плечевая кость и кости предплечья, кисть. Кости нижней конечности человека включают в себя: тазовый пояс (или парные тазовые кости), бедро, голень, стопу. Кости свободной нижней конечности человека, а также пояса способны выдержать вес человека, поэтому они так важны для него. Ведь, по сути, только при помощи данных соединений он может находиться в вертикальном положении.

Тазовый пояс (парные тазовые кости)

Первой составляющей частью, которая является основой, формирующей кости пояса нижней конечности человека, будет тазовая кость. Именно она меняет свое строение после полового созревания любого взрослого человека. До этого возраста говорят, что тазовый пояс состоит из трех отдельных костей (подвздошной, лобковой и седалищной), соединенных между собой хрящевой тканью. Таким образом, они образуют некую впадину, куда помещается головка бедра. Костный таз образуется путем соединения спереди одноименных костей. Сзади же он сочленен с помощью крестца. В итоге тазовые кости образуют своеобразное кольцо, которое является хранилищем для внутренних органов человека.

Бедренная кость и надколенник

Кости пояса нижней конечности человека не настолько подвижны, как остальная его часть, которая так и именуется – свободная нижняя конечность. В ее состав входят: бедро, голень и стопа. Бедро, или бедренная кость, является трубчатой костью. Она также самая большая и длинная из всех костей, которыми наделено тело человека. В своей верхней части бедренная кость соединяется с тазовым поясом при помощи головки и длинной тонкой шейки. Там, где шейка переходит в основную часть бедренной кости, на ней имеются два больших бугра. Именно здесь прикрепляется основная масса мышц нижних конечностей человека. Книзу бедренная кость становится толще. Здесь же находятся два возвышения, благодаря которым бедро соединяется, в итоге, с надколенником и голенью. Надколенник – плоская кость округлой формы, при помощи которой происходит сгиб ноги в колене. Кости нижней конечности человека, а именно бедро и надколенник, несут в себе следующие функции: место прикрепления основной массы мышц, расположенной на ногах, и возможность изгиба ноги.

Голень

Голень человека состоит из двух костей: большеберцовой и малоберцовой. Они расположены рядом друг с другом. Первая из них достаточно массивная и толстая. Сверху она соединяется с выростами (мыщелками) бедренной кости и головкой малоберцовой кости. Книзу большеберцовая кость превращается с одной стороны в медиальную лодыжку, а с другой — располагается непосредственно под кожей. Малоберцовая кость меньше в размерах. Но по краям она тоже утолщена. За счет этого она сверху соединяется с большеберцовой костью, а снизу образует латеральную лодыжку. Важно, что обе составляющие голени, которые также представляют собой кости нижней конечности человека, являются трубчатыми костями.

Кости стопы человека

Кости стопы человека разделены на три основные части: кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев. Важно отметить, что стопа представляет собой свободные кости нижней конечности человека. Первые из них включают в себя семь костей, главными из которых является кость, называемая таранной и образующая голеностопный сустав, и пяточная кость. Дальше расположены кости плюсны. Их всего пять штук, первая из них намного толще и короче, чем другие. Пальцы стопы состоят из костей, именуемых фалангами. Особенность их строения заключается в том, что большой палец ноги содержит 2 фаланги, остальные пальцы — по три штуки.

Анатомия суставов нижних конечностей человека. Крестцово-подвздошный сустав, лобковый симфиз

Сразу хочется сказать о том, что все суставы нижней конечности очень крупные, по сравнению с суставами верхних конечностей. Они имеют большое количество различных связок, благодаря которым осуществляется то многообразие движений, которые возможно сделать при помощи ног человека. Кости и соединения костей нижней конечности изначально созданы для того, чтобы служить опорой человеческому телу и передвигать его. Поэтому, безусловно, они надежны, крепки и способны выдерживать большие нагрузки. Начнем с самых верхних, по расположению, суставов. При их помощи соединены тазовые кости, и образован таз у человека. Спереди такой сустав называется лобковый симфиз, а сзади – крестцово-подвздошный. Первый создан на основе расположенных по направлению друг к другу лобковых костей. Укрепление лобкового симфиза образовано за счет большого количества связок. Крестцово-подвздошный сустав очень прочный и практически неподвижный. Он плотно скреплен не только с тазовыми костями, но и с нижним отделом позвоночника с помощью плотных связок.

Таз человека: большой и малый. Тазобедренный сустав

Выше уже было описано, что кости пояса нижней конечности человека представлены в первую очередь тазовыми костями. Они, соединяясь при помощи крестца и лобкового симфиза, образуют таз. Это, образно говоря, кольцо, которое защищает все находящиеся внутри органы, сосуды и нервные окончания от внешних воздействий. Отличают большой и малый таз. У женщин он гораздо шире и ниже, чем у мужчин. У представительниц прекрасного пола все продумано для облегчения родового процесса, поэтому таз имеет более округлую форму и большую вместимость. Суставы костей нижней конечности также представлены одним из наиболее известных представителей этой группы – тазобедренным суставом. Чем он так знаменит? Вывих тазобедренного сустава – наиболее известный дефект развития нижних конечностей, который можно выявить буквально через месяц после рождения малыша. Очень важно это сделать вовремя, так как данный невылеченный диагноз способен принести много хлопот в зрелом возрасте. Тазобедренный сустав состоит из впадины тазовой кости и головки бедренной кости. Исследуемый сустав имеет множество связок, благодаря которым он является прочным и достаточно подвижным. Обычно аномалию развития тазобедренного сустава в детском возрасте опытные ортопеды могут диагностировать с помощью обычного осмотра больного. Отведение ног в стороны в лежачем положении на 180 градусов возможно только при здоровых тазобедренных суставах.

Коленный сустав

Представьте себе скелет человека. Соединение костей в виде суставов необходимо человеку для прочности связи костей и создания максимальной подвижности всех его конечностей. Прекрасным примером такого соединения является коленный сустав. Он, кстати, считается самым большим суставом в теле человека. Да и строение его очень сложное: образован коленный сустав при помощи мыщелков бедренной кости, надколенника, большеберцовой кости. Весь сустав окутан надежными связками, которые, наряду с обеспечением движения ноги, удерживают ее в нужном положении. Благодаря ему осуществляется не только стояние, но и ходьба. Коленный сустав может производить различные движения: круговые, сгибательные и разгибательные.

Голеностопный сустав

Данный сустав служит для прямого соединения стопы и голени. Вокруг расположены многочисленные связки, которые обеспечивают разнообразные движения и необходимую устойчивость телу человека.

Плюснефаланговые суставы

Изучаемые суставы интересны своей формой, по сравнению с другими суставами нижней конечности человека. Они похожи на шар. Укреплением для них служат связки по бокам и на подошве ноги. Двигаться они могут, хоть разнообразием их движения не отличаются: небольшие отведения в стороны, сгибание и разгибание. Стопа человека состоит из многочисленных (малоподвижных) суставов и связок. С их помощью и осуществляется движение, при этом тело человека имеет необходимую опору. Итак, можно сделать вывод, что кости пояса нижней конечности человека менее подвижны, чем свободные кости аналогичного отдела. Но функций от этого не меньше ни у тех, ни у других.

Как с возрастом развиваются конечности человека

Все мы знаем, что в течение жизни определенные преобразования претерпевает и скелет человека. Скелет нижней конечности испытывает сильные изменения с возрастом. Кости, которые развиваются на основе соединительной ткани, имеют три стадии своего изменения: соединительнотканная, хрящевая и костная ткань. Тазовая кость: закладывается еще при внутриутробном развитии плода. Сформированные хрящевые прослойки между тазовыми костями сохраняются обычно до полового созревания человека. Далее они костенеют. Надколенник: точки окостенения могут появиться у ребенка уже к 2 годам, полностью это происходит где-то в 7 лет. Интересно, что нижние конечности у новорожденных детей растут намного быстрее, чем у взрослых. Самый пик такого стремительного роста приходится на период полового созревания: у девочек — 13-14 лет; у мальчиков – 12-13 лет.

Помните, что скелет человека подвержен различным травмам в виде повреждений и даже переломов. Поскольку ему доверено выполнение такого большого количества важных функций организма, его нужно беречь. Правильно питаться (пища с достаточным содержанием кальция способствует укреплению скелета), вести активный образ жизни (физкультура и занятия спортом), следить за своим здоровьем (любые нарушения в функционировании скелета проверять у грамотного специалиста) – все это нужно делать каждому человеку. И тогда свой преклонный возраст вы встретите бодрыми, здоровыми и веселыми.

УЗДГ сосудов нижних конечностей в Кирове

УЗДГ нижних конечностей — это исследование, которое выполняется для оценки состояния артерий и вен нижней конечности пациента. УЗДГ нижних конечностей в Москве каждый пациент может пройти в клинике “Альфа-Центр Здоровья”. Наши квалифицированные специалисты проведут качественную диагностику по абсолютно приемлемой стоимости!

УЗДГ вен нижних конечностей позволяет обнаружить состояние сосудистой стенки, врач получает возможность отследить динамику лечения, чтобы изменить схему терапии в случае недостаточной эффективности.

К сожалению, динамические показатели кровотока с помощью УЗДГ артерий нижних конечностей, венозной сети, получить не удастся. Однако, если у врача есть подозрение на нарушения кровотока, он назначит пациенту другие диагностические методы.

Ультразвуковой метод обследования сосудов в нашем центре — это высокое качество диагностики по оптимальной цене!

Поэтому мы рекомендуем сделать УЗДГ нижних конечностей в нашей медицинской клинике, что даст вам абсолютную уверенность в качественном результате допплерографии и ряда других исследований.

Когда требуется УЗДГ вен и артерий нижних конечностей

УЗДГ сосудов нижних конечностей доктор назначает с профилактической целью: для того, чтобы определить риск развития патологии и назначить пациенту прием необходимых препаратов. Другое направление дуплексного сканирования — это получение картины текущего заболевания, определение степени поражения венозной сосудистой сети ног.

Процедуру УЗДГ нижних конечностей назначают при подозрении на следующие основные патологии:

1. Наличие тромбоза — это формирование тромбов (кровяных сгустков), которые способны закупоривать сосуды и нарушать естественное кровоснабжение тканей из-за сужения просвета сосуда. При этом пациент ощущает интенсивную боль. Тромбоз может формироваться на уровне поверхностных сосудов или же глубокой венозной сети. В первой ситуации человек жалуется на жжение, зуд, побледнение кожных покровов. Иногда возникают общие жалобы: пациент говорит, что у него появляется слабость или болит голова. Во втором случае есть риск формирования гангрены тканей. Прохождение УЗДГ обязательно при подозрении на формирование тромба у пациента. Как правило, УЗДГ глубоких вен нижних конечностей — это диагностический метод, который помогает предотвратить развитие серьезного некротического процесса.
2. Тромбофлебит — это тромбоз, который сопровождается воспалительным процессом в стенке вены. Страдает эпителий, покрывающий стенку сосуда изнутри, что отражается на УЗДГ вен и артерий нижних конечностей. Благодаря клинической картине и данным ультразвукового исследования врач может начать быстрое лечение.
3. Варикозное расширение вен нижних конечностей — это заболевание, которое беспокоит многих женщин старшей возрастной группы. Нередко патология развивается и у людей, которые занимаются активной физической нагрузкой, стоячей механической работой. Пройти УЗДГ нижних конечностей при подозрении на это заболевание необходимо, потому что исследование показывает изменения в структуре и работе клапанов вен нижних конечностей, что является причиной варикозного расширения.
4. Формирование аневризмы — маркообразное или веретенообразное выпячивание артерий, что приводит к повышению хрупкости стенок сосуда.
5. Травматическое повреждение артерий и вен нижних конечностей. Ушибы, трещины костей, переломы костных структур — эти патологии нарушают анатомическую целостность сосудистой сети, что повышает риск тромботических осложнений. Поэтому пациенту необходимо провести УЗДГ нижних конечностей — это поможет вовремя обнаружить заболевание и начать своевременное лечение.
6. Васкулиты — патология сосудистой стенки, что сопровождается ее массированным воспалением.
7. Атеросклероз — заболевание опасно сужением просвета сосуда из-за формирования атеросклеротической бляшки. Своевременная УЗИ-диагностика и быстрое начало лечения помогает предотвратить быстрое развитие процесса и кальцификацию бляшки.

Существует еще множество заболеваний, при которых врачи используют УЗДГ нижних конечностей в качестве ведущего метода диагностики. Стоимость УЗДГ вен нижних конечностей в нашем медицинском центре понравится каждому пациенту.

Опасные симптомы

Показаниями к УЗДГ нижних конечностей считаются тревожные симптомы, на которые пациент начал обращать внимание:

• появление судорожных сокращений мышц в ногах;
• холод в нижней конечности, зябкость, бледность ног;
• формирование трофических язв;
• появление сосудистых звездочек на нижних конечностях;
• боль в ногах, дискомфортные ощущения, тяжесть, ощущение давления и распирания;
• изменение цвета кожных покровов.

Указанные симптомы чаще всего возникают у человека с патологией сосудистой сети нижних конечностей. Однако, существуют и другие, более редкие проявления, на которые лечащий врач должен обратить внимание.

О том, как делают УЗДГ нижних конечностей, а также о мерах подготовки к УЗДГ нижних конечностей человеку обычно рассказывает доктор, который дает направление на исследование. Особенности диагностики в каждом индивидуальном случае не должны быть проигнорированы! Цена УЗДГ нижних конечностей в медицинской клинике “Альфа-Центр Здоровья” понравится каждому человеку!

Записаться на обследование очень просто — звоните по номерам телефонов, указанным на сайте!

Наши консультанты расскажут вам о стоимости УЗДГ нижних конечностей, выберут вместе с вами комфортные день и время для исследования.

ФСС — Новости — В Удмуртии начнут выдавать чипированные высокотехнологичные протезы конечностей

24 сентября 2019 года в Удмуртии состоялось подписание Соглашения между региональным отделением Фонда социального страхования России по Республике Удмуртия и ООО «Моторика» об информационном взаимодействии.

Теперь, благодаря встроенному в протез чипу, врачи, специалисты Фонда и инженеры смогут удаленно отслеживать ход реабилитации пациента.

Одно из главных направлений работы Фонда социального страхования – обеспечение людей с ограниченными возможностями здоровья техническими средствами реабилитации.

Ежегодно за получением различных техсредств реабилитации в региональном отделении на учете состоит около 14,5 тысяч инвалидов. Из них более 1000 инвалидов получают протезы верхних и нижних конечностей, из которых 540 человек трудоспособного возраста.

В 2017-2019 годах за получением протезов верхних конечностей обратилось 133 инвалида, в том числе 25 детей-инвалидов. За получением протезов нижних конечностей в эти же годы обратилось 969 инвалидов, в том числе 7 детей-инвалидов.

Помимо стандартных, уже ставших привычными модульных протезов на нижние конечности и активных протезов на верхние конечности, Фонд социального страхования обеспечивает инвалидов высокотехнологичными средствами реабилитации.

Так, в Удмуртии в 2017-2019 годах региональным отделением было выдано 7 протезов на верхние конечности и 6 протезов на нижние конечности с внешним источником энергии. Еще 3 человека будут обеспечены вышеназванными изделиями до конца 2019 года.

— Учитывая, что половина получателей протезов верхних и нижних конечностей - люди трудоспособного возраста, с активной жизненной позицией, потребность в обеспечении таких инвалидов современными средствами реабилитации возрастает, - отметил и. о. управляющего региональным отделением Фонда Ильдар Гадршин, - поэтому можно сделать вывод что потенциал для совместной работы регионального отделения с ООО «Моторика» значительный. Мы надеемся, что реализация совместного пилотного проекта будет содействовать скорейшей социальной и профессиональной адаптации инвалидов в обществе.

По словам генерального директора ООО «Моторика» Ильи Чеха, протезы, которые производятся их компанией, позволяют детям и взрослым, лишившимся рук, восстановить многие утраченные функции.

— В этом году мы заключили Соглашение с региональным отделением Фонда социального страхования по Республике Башкортостан. Современный протез руки получила девочка Наташа из Стерлитамака. Теперь она впервые в жизни двумя руками открывает воду, искусственными пальцами перебирает даже самые мелкие предметы. Девочка выросла без одной руки, а теперь она может радоваться тому, что может сама завязать шнурки.

После подписания Соглашения, инициатором чего выступило региональное отделение Фонда соцстраха, Удмуртия станет участницей пилотного проекта по удаленной телеметрии технических средств реабилитации. Теперь, выдаваемые Фондом в рамках финансирования высокотехнологичного протезирования людей с ограниченными возможностями протезы рук, будут оснащаться чипами, что позволит врачам удаленно консультировать людей с утратой конечностей. Чтобы адаптироваться к протезу-гаджету и научиться эффективно им управлять, человеку необходимо пройти курс реабилитации. Встроенная телеметрия делает этот процесс эффективным и понятным для пользователя. Работа в онлайн-режиме позволит специалистам дистанционно устранять возникающие сложности в реабилитации и пресекать неисправности. Чипированные протезы рук позволят врачам удаленно в режиме реального времени консультировать людей с утратой конечностей.

В настоящее время проект по удаленной телеметрии тестируется на бионических протезах компании «Моторика», но в дальнейшем будет доступен для всех аналогичных ТСР. К настоящему времени кроме Удмуртии в программу по телереабилитации вошли Иркутская область и Республика Башкортостан.

Информация регионального отделения Фонда

по Республике Удмуртия

 

Кости мужчин стали гораздо более хрупкими, чем 7000 лет назад, из-за оседлого образа жизни

Семь тысяч лет назад мужчины имели гораздо более крепкие кости нижних конечностей. Но буквально за три тысячелетия их кости стали гораздо более хрупкими. Причиной тому — ведение оседлого образа жизни.

Кости человека необычайно пластичны и удивительно быстро приспосабливаются к изменениям. Под воздействием физической нагрузки различного рода — например, бега или ходьбы на длительные расстояние, они адаптируются и становятся более прочными. Интересно, что дополнительные костные волокна возникают или перераспределяются именно в тех местах, где нагрузка особенно высока. Анализ скелетов современных спортсменов доказал удивительную способность костей к адаптации, в зависимости от интенсивности и степени нагрузки.

Исследование Элисон Макинтош из Кембриджского университета (отделение археологии и антропологии) показало, что

вслед за возникновением земледелия в Центральной Европе (около 5300 года до н.э.) прочность костей жителей плодородной долины Дуная равномерно снижалась.

Подобные изменения, по мнению исследователя, были вызваны снижением подвижности и менее активным образом жизни.

Окончательные результаты своего исследования Макинтош представила на годовом собрании Американской ассоциации физических антропологов, которое прошло в конце апреля в канадском Калгари. Исследователь утверждает, что уровень подвижности, а также степень физической нагрузки на нижние конечности мужчин, занимающихся сельским хозяйством, подвергались изменениям в значительно большей степени, чем нижние конечности женщин.

Макинтош в своем анализе опиралась на исследование, проведенное антропологом профессором Колином Шоу (также из Кембриджского университета). Используя выводы Шоу, а также проанализировав структуру и состояние костей современных студентов Кембриджского университета, Макинтош пришла к интересным результатам.

Так, уровень подвижности ранних земледельцев, живших примерно 7300 лет назад, может быть сопоставим в среднем с уровнем нагрузки у современных бегунов, участвующих в студенческих забегах.

Удивительно, но в течение около 3000 лет средний уровень подвижности земледельцев снизился до уровня, схожего с уровнем нагрузки у студентов, ведущих сидячий образ жизни.

В качестве методов исследования Макинтош использовала лазерное сканирование скелетов, найденных в захоронениях на территории Центральной Европы. Самые ранние скелеты, включенные в анализ, датируются приблизительно 5300 годом до н.э., в то время как самые поздние — 850 годом н.э. Временной отрезок исследования составляет 6150 лет.

Используя лазерный сканер для анализа бедренных и больших берцовых костей, Макинтош обнаружила, что за исследуемый промежуток времени мужские большие берцовые кости стали менее прочными, чем кости их предков. Эти результаты указывают на снижение подвижности с течением времени. Другими словами, вероятно, что через поколения люди стали вести менее подвижный образ жизни, преодолевать меньшие расстояния, чем это делали их предки.

Археологические артефакты доказали, что увеличение интенсивности занятия сельским хозяйством сопровождалось ростом производства и усовершенствованием металлических орудий, а также развитием торгово-обменных отношений.

Вполне возможно, что именно эти усовершенствования и привнесли изменения в распределение обязанностей и нагрузки по гендерному принципу.

«Результаты моего исследования показали, что переход к активному земледелию в Центральной Европе затронул мужчин в большей степени, чем женщин. Культурные изменения и технический прогресс уменьшили потребность в путешествиях на дальние расстояния, а также снизили интенсивность тяжелой физической работы», — говорит Макинтош.

Несмотря на наличие признаков снижения уровня подвижности в образе жизни женщин, Макинтош полагает, что подобные тенденции были более непоследовательны, чем у мужчин. Она объясняет это тем, что женщины и в ранних культурах выполняли более разнообразные задачи, а также те функции, которые требовали меньшей нагрузки на нижние конечности.

Именно поэтому развитие земледелия не оказало такого влияние на строение костей женщин, как это случилось с мужчинами.

Окончательный вывод исследователя выглядит следующим образом: в Центральной Европе изменение в структуре человеческих костей доказало, что изначально мужчины выполняли большинство задач, требующих большей подвижности и большей физической нагрузки. Распространение земледелия повлекло за собой сокращение прочности и запаса выносливости нижних конечностей человека в связи с кардинальным изменением образа жизни наших предков.

Скелет человека, подготовка к ЕГЭ по биологии

Функции скелета человека

Скелет человека — пассивная часть опорно-двигательного аппарата. Выделяют осевой скелет, кости поясов конечностей, кости верхних и нижних конечностей. Скелет выполняет ряд важных функций:

• Защитная

Оберегает внутренние органы от механических воздействий. Череп — вместилище головного мозга и органов чувств: надежно защищает их. Соединяясь друг с другом, позвонки образуют позвоночный (спинномозговой) канал, в котором располагается хорошо защищенный спинной мозг.

• Опорная

Опорная функция скелета заключается в прикреплении мягких тканей, внутренних органов к различным частям скелета.

• Рессорная (фр. ressort, буквально — упругость, пружина)

Эту функцию скелета также называют — амортизирующая (фр. amortir — ослаблять, смягчать, заглушать). Строение скелета (изгибы позвоночника, сводчатая стопа, межпозвонковые диски) обеспечивает смягчение толчков и сотрясений при передвижении, равномерное распределение нагрузки.

• Двигательная (локомоторная — лат. locus — место + motor – двигатель)

Кости в местах суставов (подвижных соединений) образуют рычаги, которые, сокращаясь, приводят в движение мышцы.

• Метаболическая (биологическая)

Кости активно участвуют в минеральном обмене: кости — депо кальция, фосфора. При нарушении минерального обмена возникает множество заболеваний, наиболее известное — рахит, мы обсудим данное заболевание в этой статье.

• Кроветворная

Изучив строение костей, вы отлично понимаете, что губчатое вещество — место расположения красного костного мозга, в котором появляются и дифференцируются клетки крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты.

Внутри трубчатых костей расположен костномозговой канал, в котором находится желтый костный мозг. Он выполняет питательную функцию (накопление жиров), в случае кровопотери способен превращаться в красный костный мозг (резервная функция).

Осевой скелет

Осевой скелет — главная ось тела, опора всего скелета. Осевой скелет включает в себя позвоночник, грудную клетку (грудина и ребра) и череп. Позвоночник (позвоночный столб) состоит из 32-34 позвонков, имеет следующие отделы:

• Шейный — 7 позвонков
• Грудной — 12
• Поясничный — 5
• Крестцовый — 5
• Копчиковый — 3-5

Каждый позвонок (за исключением первого шейного — атланта, который имеет только переднюю и заднюю дуги) образован телом и дугой, которые ограничивают отверстие позвоночного канала с проходящим в нем спинным мозгом. В составе позвонка также находятся отростки: суставные и поперечные, остистый отросток. Соединяясь друг с другом суставными отростками, позвонки образуют позвоночный столб со спинномозговым каналом внутри — надежным вместилищем спинного мозга.

У поясничных позвонков наиболее массивные и большие тела: соразмерно нагрузке, которую им приходится выполнять (по сравнению с шейными позвонками).

Строение шейных, грудных и поясничных позвонков отличается между собой. Первый шейный позвонок — атлант (лат. atlantus — несущий) соединяется с затылочной костью черепа и образует с ней сустав. Атлант не имеет тела, у него есть только передняя и задняя дуги. Второй шейный позвонок — аксис (осевой позвонок, эпистрофей) имеет вырост тела — зуб, участвует в повороте головы.

Вероятно, вы обратили внимание, что позвоночник человека непрямой: он имеет изгибы вперед и назад. Замечу, что позвоночник младенца этих изгибов не имеет — он абсолютно прямой. Эти изгибы начинают формироваться после того, как ребенок принимает вертикальное положение, начинает ходить.

В связи с прямохождением у человека формируются 4 физиологических изгиба, то есть у всех имеются в норме: шейный лордоз (изгиб вперед), грудной кифоз (изгиб назад), поясничный лордоз и крестцовый кифоз. Кифозы и лордозы позволяют равномерно распределить нагрузку на весь позвоночник.

Чтобы легко запомнить для себя два новых термина, рекомендую воспользоваться следующей ассоциацией: спросите себя, как ходит английский лорд? Представьте всю его важность и пафосность, выставленную вперед грудь и выгнутую вперед спину (вот и лордоз!). Ассоциируя слово лорд со словом лордоз, вы не будете путаться ;)

Осанкой называют привычное положение спины. Часто у подростков возникают нарушения осанки из-за слабого развития мышц спины. Могут быть слишком сильно выражены лордозы и кифозы, либо, наоборот, очень плохо выражены, плоская спина. Возможно искривление позвоночника вправо или влево: в этом случае говорят о наличии сколиоза.

Формирование правильной осанки очень важная задача. Вам необходимо знать несколько основополагающих моментов, которые относятся к данной теме:

• Не носить тяжелые предметы в одной руке, тяжелые сумки, портфели на одном плече
• Правильно организовать учебное место — спина должна быть плотно прижата к спинке стула, слегка прогнута в пояснице
• Плечи должны быть расположены на одном уровне, не напряжены
• Девушкам следует избегать обуви на высоком каблуке — это приводит к возникновению поясничного гиперлордоза

Последствия неправильной осанки: нарушение кровоснабжения, смещение и сдавливание внутренних органов, деформация грудной клетки.

Скелет грудной клетки состоит из 12 пар ребер, грудины. Череп подразделяется на два отдела: лицевой и мозговой.

К лицевому отделу черепа относятся верхняя и нижняя челюсти, скуловая, носовая, слезная, небная и подъязычная кости. Единственная подвижная кость черепа — нижняя челюсть, с зубами, расположенными в зубных альвеолах, служит для измельчения пищи.

Парные кости лицевого отдела черепа: скуловая, носовая, слезная, небная кости и верхняя челюсть. Непарные кости лицевого отдела черепа: нижняя челюсть, подъязычная кость.

Мозговой отдел черепа включает в себя затылочную, лобную, височную и теменную кости, а также решетчатую и клиновидную кость.

Парные кости мозгового отдела черепа: височная и теменная кости. Непарные кости мозгового отдела черепа: лобная, затылочная, клиновидная, решетчатая.

Скелет поясов конечностей

Мы переходим к изучению поясов конечностей, хочу заметить одну деталь. В главе зоология мы с вами изучали пояса конечностей, пользуясь терминами — пояс «передних, задних» конечностей. Поскольку человек занимает вертикальное положение, то изучая анатомию человека, мы будем говорить о поясе «верхних, нижних» конечностей.

Пояс верхних конечностей (плечевой) состоит из парных ключиц и лопаток. Ключица одним концом крепится к грудине, а другим — к акромиону (отростку лопатки). Плечевой пояс обеспечивает опору верхним конечностям и разнообразие их движений: к лопатке и ключице крепится большое количество мышц.

Пояс нижних конечностей (тазовый) состоит из двух тазовых костей, каждая из которых образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями. Тазовый пояс служит опорой для внутренних органов, местом прикрепления многих мышц.

Скелет конечностей

Скелет нижней конечности включает в себя бедренную кость и надколенник (бедро), малоберцовую и большеберцовую кости (голень), предплюсну, плюсну и фаланги пальцев (стопа). Скелет верхней конечности состоит из плечевой кости (плеча), лучевой и локтевой кости (предплечья), запястья, пястья и фаланг пальцев (кисть).

Бедренная кость сочленяется с тазовым поясом с помощью головки бедренной кости, образующей тазобедренный сустав с вертлужной впадиной тазовой кости. Головка плечевой кости образует плечевой сустав с суставной поверхностью лопатки.

Иногда на рисунке нужно определить, где лучевая и локтевая кости, это довольно несложно сделать, если вы запомните, что лучевая кость всегда расположена ближе к большому пальцу кисти, а локтевая — к мизинцу. При любом расположении на схеме руки это правило будет действовать.

Особенности скелета человека

Мы уже изучили скелет человека, однако следует обратить внимание на некоторые его детали. Может быть, они покажутся вам незначительными и слишком очевидными, но именно они отличают человека от многих других животных. Некоторые из этих особенностей связанны с прямохождением и трудовой деятельностью.

• Мозговой отдел черепа преобладает над лицевым (у обезьян — наоборот)
• Слабо выражены надбровные дуги
• Менее массивная челюсть, чем у обезьян
• Хорошо развит подбородочный выступ, что указывает на возможность членораздельной речи у человека
• Череп сверху насаживается на позвоночник, а не подвешивается спереди, как у животных
• Позвоночный столб имеет 4 физиологических изгиба: 2 кпереди (лордоз) и 2 кзади (кифоз)
• Масса позвонков сверху вниз (от шейного отдела к поясничному) увеличивается соразмерно нагрузке
• Грудная клетка уплощенная (в спинно-брюшном направлении)
• Массивные нижние конечности
• Широкий, низкий таз (у обезьян — узкий, высокий и длинный)
• Сводчатая стопа — помогает равномерно распределить нагрузку, у обезьян стопа плоская
• Противопоставление большого пальца всем остальным — основа хватательной функции руки

Заболевания опорно-двигательного аппарата

Наиболее часто при слабости мышц голени и стопы, связочного аппарата, изменяется форма стопы, опускается ее поперечный и продольный свод: такое заболевание называется плоскостопием.

Причины: неправильная обувь, избыточный вес, длительное хождение или стояние (чрезмерно повышенная или пониженная нагрузка). Сопровождается болями в стопе, неестественной походкой. Из-за смещения центра тяжести организма плоскостопие может приводить к нарушению осанки.

Лечение: физические упражнения, ортопедические стельки (греч. orthos – прямой, правильный + paedos – ребенок).

Супинаторы (лат. supino — опрокидываю) — внутренняя деталь низа обуви, поднимающая внутренний край стопы, прикрепляемая к стельке, или между стелькой и полустелькой. Супинаторы предназначены для уменьшения нагрузки на свод стопы и формоустойчивости подошвы.

Рахит (греч. rhachis — позвоночник) — заболевание детей грудного и раннего возраста, связанное с нарушением костеобразования и недостаточностью минерализации костей.

Причины рахита: недостаточное получение витамина D с пищей, недостаточное нахождение на солнце (недостаточное облучение ультрафиолетом — необходимо для синтеза витамина D в организме), недоношенность ребенка.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Размер тела и положение нижних конечностей при ходьбе у человека

Abstract

Мы проверяем, связана ли локомоторная осанка с массой тела и длиной нижних конечностей у людей, и исследуем, как размер и осанка влияют на общие моменты в суставах во время ходьбы. Мы получили данные о походке 24 женщин и 25 мужчин, используя систему трехмерного захвата движений и стельки для измерения давления. Мы использовали общую линейную модель и анализ общности для оценки независимого влияния массы тела и длины нижней конечности на углы сгибания в бедре, колене и голеностопном суставе с учетом пола и скорости.Кроме того, мы использовали обратную динамику для моделирования влияния размера и положения тела на чистые моменты в суставах. В ранней стойке масса тела отрицательно влияет на сгибание колена (p <0,01), тогда как длина нижней конечности отрицательно влияет на сгибание бедра (p <0,05). Масса тела однозначно объясняет 15,8% вариации сгибания колена, тогда как длина нижней конечности однозначно объясняет 5,4% вариации сгибания бедра. Обе обнаруженные взаимосвязи между размером тела и позой согласуются с моментом коррекции постуральной коррекции, предсказываемым нашей моделью.При поздней стойке не было обнаружено значительной зависимости между размером тела и позой. Люди с большим размером тела уменьшают сгибание бедра и колена в ранней стойке, что приводит к уменьшению чистых моментов в этих суставах.

Образец цитирования: Hora M, Soumar L, Pontzer H, Sládek V (2017) Размер тела и положение нижних конечностей при ходьбе у людей. PLoS ONE 12 (2): e0172112. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112

Редактор: Антуан Нордез, Нантский университет, ФРАНЦИЯ

Поступила: 20 мая 2016 г .; Принято к печати: 31 января 2017 г .; Опубликовано: 13 февраля 2017 г.

Авторские права: © 2017 Hora et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в документе и его файлах с вспомогательной информацией.

Финансирование: Это исследование финансировалось Чешским научным фондом, грант номер 14-22823S на VS. Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Введение

Нагрузка на опорно-двигательный аппарат во время передвижения и метаболическая стоимость передвижения в первую очередь определяются производством мышечной силы, необходимой для поддержки, продвижения и контроля баланса тела и движения конечностей [1–11]. На силу, которая должна создаваться мышцами во время наземного передвижения, в первую очередь влияют морфологические характеристики и походка, рельеф и свойства поверхности [4,9,12–15].Было показано, что масса тела и длина нижних конечностей положительно связаны с требованиями к мышечной силе. При большей массе тела мышцы должны создавать большие силы, чтобы поддерживать вес тела [3,16], тогда как более длинная нижняя конечность удлиняет момент руки сил совместной реакции и увеличивает момент инерции сегментов нижних конечностей [17]. Сообщаемый негативный эффект длины нижней конечности на метаболические затраты на передвижение [18–20], вероятно, является следствием ковариации между длиной нижней конечности и такими параметрами, как длина шага, время стояния [3,9,21] и мышечный момент руки. длины [22].Длина плеч мышечного момента отрицательно связана с производством мышечной силы и, следовательно, с локомоторными затратами (но см. [23]) и нагрузкой на кости [2,24]. На потребность в силе локомоторных мышц в значительной степени влияют также характеристики походки, такие как время стояния [3], поза (то есть положение сегментов тела относительно друг друга и относительно земли) [2] и, как правило, скорость, которая влияет как на время стойки и поза [3,7,25]. Было показано, что время стойки обратно связано с потребностью в мышечной силе [3,8], так как это была более развернутая поза из-за ее влияния на моментные рычаги сил совместной реакции [2].Таким образом, длительное время пребывания в стойке и принятие более вытянутой позы могут быть жизнеспособными механизмами для сдерживания повышенных требований к мышечной силе у животных с большей массой тела и / или длиной нижних конечностей [2,3]. Хотя такая умеренная взаимосвязь между размером тела и осанкой, в частности, была продемонстрирована на межвидовом уровне [2,26], доказательства ее присутствия у видов противоречивы, что отчасти может быть связано с недостаточным контролем других факторов, влияющих на осанку.

Среди филогенетически разнообразной выборки млекопитающих, от грызунов до копытных, виды с большим размером тела держат свои конечности более вытянутыми во время фазы движения в стойке [2,27].Однако противоречивые результаты дают исследования таксономически узких и филогенетически близких групп млекопитающих, например, внутри семей. Существенная взаимосвязь между размером тела и позой была обнаружена у наземных обезьян [28,29]. В частности, Polk [28] сообщил, что более крупные обезьяны Cercopithecinae ( Chlorocebus aethiops , Erythrocebus patas и Papio anubis ) имели более расширенные локтевые и плечевые суставы в средней стойке во время ходьбы, тогда как Patel et al. [29] сообщили, что более старые и тяжелые павианы ( Papio hamadryas ursinus ), как правило, ходят с более вытянутыми коленями. Напротив, никакой связи между размером тела и осанкой не было обнаружено среди кошек ( Felidae ) [30] или слонов ( Elephantidae, ) [31], несмотря на большие различия в размерах тела в обеих выборках (46-кратное и 7-кратное). диапазон размеров тела соответственно).

Влияние размера тела на двигательную механику человека недостаточно изучено и неясно. Несколько исследований выявили взаимосвязь между размером тела и опорно-двигательной позой, но эти исследования либо не были поддержаны другими, либо не учитывали другие факторы, влияющие на осанку.У людей более вытянутые нижние конечности во время фазы опоры при ходьбе были связаны как с большей массой тела [32–34], так и с длиной нижних конечностей [35]. Однако влияние массы тела изучали либо с использованием выборки небольшого размера [32], либо путем сравнения только худых и тучных субъектов [33,34], в то время как походка также может быть изменена другими факторами, помимо массы тела (например, боль или массовое распространение). Более того, в других исследованиях не было обнаружено различий в позе у худых и полных людей [36–39]. С другой стороны, влияние длины нижней конечности изучалось без учета массы тела [35], которая обычно коррелирует с длиной нижней конечности.Таким образом, не исключено, что часть обнаруженного эффекта длины нижней конечности действительно должна быть приписана массе тела.

Пол может быть смешивающим фактором в исследованиях локомоторной позы человека, поскольку мужчины и женщины, которые значительно различаются по размеру тела, не различаются по позе нижних конечностей во время фазы опоры при ходьбе [40–42]. Более того, в некоторых исследованиях даже сообщается, что самцы, несмотря на больший размер тела, держат свои конечности более согнутыми, чем женщины, по крайней мере в некоторых суставах во время фазы опоры при ходьбе [43–46].Несмотря на эти противоречивые данные, влияние пола не рассматривалось в предыдущих исследованиях зависимости размера тела от положения тела у людей.

Скорость — еще один фактор, влияющий на осанку человека при ходьбе. Как правило, скорость положительно влияет на сгибание в бедре и колене и подошвенное сгибание в голеностопном суставе во время стойки [44,47–53]. Таким образом, скорость должна контролироваться при оценке взаимосвязи между размером тела и позой. В предыдущих исследованиях осанка обычно анализировалась с самостоятельно выбранной скоростью (например,g., [33]) или со стандартной скоростью, если сравнивались образцы равного среднего роста (например, [36]), чтобы учесть эффект скорости.

Корректировка осанки, связанная с увеличением размера тела, была связана с изменениями чистых суставных моментов в предыдущих исследованиях. Оценка силы, создаваемой конкретными мышцами, посредством моделирования динамики движения требует сложного подхода к моделированию опорно-двигательного аппарата и оценки нескольких параметров, таких как длина мышечных волокон, длина покоя сухожилий и сила-длина сухожилий и связок, которые невозможно проверить на живых объектах. [10], но существенно влияют на оценки мышечной силы [54].С другой стороны, чистый суставной момент, который отражает чистый мышечный момент, прилагаемый к конкретному суставу всеми мышцами-агонистами и антагонистами, можно относительно легко оценить с помощью обратной динамики [55]. Поэтому неудивительно, что чистые суставные моменты использовались в качестве заместителя для скелетно-мышечной нагрузки в предыдущих исследованиях (например, [2,56,57]; но см. Ограничения этого подхода в [55,58] и ниже). Примечательно, что исследования обратной динамики показывают, что более низкий пиковый угол сгибания колена в ранней стойке связан с уменьшением максимального момента сгибания колена у взрослых и детей с ожирением [33,34].Кроме того, Gruss [35] охарактеризовал более вытянутое положение колена в поздней стойке у людей с более длинными конечностями как компенсаторный механизм, который снижает момент сгибания колена. Тем не менее, мы предположили в другом месте [32], что чистый момент сгибания колена в поздней стойке относительно низок и даже отсутствует у некоторых людей. Следовательно, не так очевидно, что взаимосвязь между углом колена и длиной нижней конечности, обнаруженная Груссом [35] (но не другими [32]), представляет собой механизм замедления момента колена.

Хотя индуктивный подход, использованный в этих исследованиях, выявляет интересные статистические взаимосвязи, дальнейшее понимание их функции может быть обеспечено с помощью подхода моделирования. Соответствующая биомеханическая модель позволит независимо управлять такими параметрами, как масса тела, длина нижних конечностей и поза, чтобы определить их конкретное влияние на итоговые моменты в суставах. В исследованиях биомеханики передвижения человека использовались различные модели, от относительно простых моделей, позволяющих анализировать основные параметры походки и общую энергетику походки [8,59,60] до очень сложных моделей опорно-двигательного аппарата, в которых оценивается функция отдельных мышц [10, 61,62].В настоящем исследовании мы будем использовать модель звеньев-сегментов [55,63] вместе с моделью расходящихся точек (DP) Грубена и Бемса [64]. Этот подход к моделированию достаточно сложен, чтобы обеспечить оценки чистых моментов в суставах, позволяя манипулировать антропометрическими и кинематическими параметрами, но он достаточно прост для легкой интерпретации результатов. Этот подход позволяет нам исследовать размерные эффекты в походке человека и связать эти результаты со сравнительным анализом передвижения и масштабирования животных [2,27–31].

В настоящем исследовании мы проверяем предсказание о том, что люди корректируют позу во время ходьбы, чтобы минимизировать связанное с размером увеличение чистых моментов, действующих на суставы нижних конечностей (рис. 1). Первая цель — выявить изменения позы, которые смягчают общие моменты в суставах при ходьбе человека. Эта цель достигается путем моделирования влияния размера тела и положения тела на результирующие моменты в суставах (шаги 1–3). Вторая цель — экспериментально проверить влияние массы тела и длины нижних конечностей на осанку нижних конечностей во время ходьбы на выборке людей, не страдающих ожирением, с одновременным контролем других факторов, влияющих на осанку (этап 4).Основываясь на предыдущих исследованиях, мы ожидаем, что и масса тела, и длина нижних конечностей будут связаны с позой при ходьбе у людей. Мы также ожидаем, что регулировка осанки в зависимости от размера происходит в те периоды позы, когда действуют сетевые моменты, сгибающие бедро и колено и тыльное сгибание голеностопного сустава. Общая линейная модель используется для оценки независимого влияния массы тела и длины нижних конечностей на позу идущих людей с учетом пола и скорости. Наконец, мы используем результаты нашего моделирования для интерпретации результатов анализа экспериментальных данных.В частности, мы сравниваем, соответствуют ли связанные с размером тела корректировки осанки, выявленные экспериментально, с корректировками замедления момента, предсказанными нашей моделью.

Материалы и методы

Образец

Это исследование было одобрено институциональным наблюдательным советом факультета естественных наук Карлова университета, номер утверждения 2011/2. Каждый участник подписал форму согласия, которая была также одобрена институциональным наблюдательным советом факультета естественных наук Карлова университета.В исследовании приняли участие 49 добровольцев, 25 мужчин и 24 женщины. Участники были в возрасте от 19 до 38 лет, не страдали ожирением (индекс массы тела <30 кг · м ^-2 ) и не имели в анамнезе травм или заболеваний нижних конечностей или позвоночника. Участники были отобраны с целью максимального изменения размеров тела.

Антропометрия

В настоящем исследовании использовались два антропометрических параметра, представляющих размер тела: масса тела и длина нижней конечности. Масса тела измерялась с помощью цифровых весов непосредственно перед сбором данных о походке.Длина нижней конечности определялась как сумма длины бедра и длины голени, измеренных в программном обеспечении Visual3D (C-Motion, Germantown, Мэриленд, США) с использованием трехмерных пространственных данных, полученных с помощью системы захвата движения (Qualisys, Гетеборг, Швеция) во время стояния. испытание. Длина бедра определялась как расстояние между центром вращения бедра (приблизительно центром головки бедренной кости; см. Ниже) и центром вращения колена (середина между латеральным и медиальным надмыщелком). Длина голени определялась как расстояние между центром вращения колена и центром вращения голеностопного сустава (середина между дистальными вершинами латеральной и медиальной лодыжек).Эти измерения отличаются от стандартных остеометрии, так как длина бедра меньше длины двояковидного мыщелка бедренной кости, а длина голени больше максимальной длины большеберцовой кости. Сумма этих измерений, однако, отражает длину нижней конечности, определенную стандартными остеометрическими методами, лучше, чем другие соматометрические методы, при этом длина нижней конечности обычно определяется как расстояние между большим вертелом и наиболее выступающей в медиальной точке точкой на лодыжке (таким образом, короче чем сумма соответствующих длин костей).Кроме того, мы измерили длину стопы (M 58) [65] с помощью остеометрической доски. Выборочная статистика антропометрических параметров приведена в таблице 1.

Анализ походки

Данные о походке были собраны в биомеханической лаборатории CASRI — Института спортивных исследований Вооруженных сил Чехии. Участники шли по ровной беговой дорожке (h / p / cosmos, Nussdorf-Traunstein, Германия) со своей предпочтительной скоростью (среднее ± стандартное отклонение: 4,99 ± 0,53 км / ч ^-1 ; диапазон: 3,5–6,0 км / ч ^-1 ) при регистрации их кинематических и кинетических данных.Перед сбором данных участники акклиматизировались к движению на беговой дорожке в течение примерно 25 минут. Их предпочтительная скорость была использована с целью стандартизации влияния скорости на локомоторную позу. Предпочтительная скорость ходьбы для каждого участника была установлена ​​в конце сеанса акклиматизации путем увеличения скорости с шагом 0,1 км / ч ^-1 от относительно низкой скорости до тех пор, пока участник не сообщил, что идет с его или ее предпочтительной скоростью. Затем скорость была увеличена на 1.5 км / ч ⁻¹ , а затем уменьшалась на 0,1 км / ч ⁻¹ , пока не была восстановлена ​​предпочтительная скорость [66]. Среднее значение двух установленных скоростей затем принималось как предпочтительная скорость человека. Участники отдыхали не менее 30 минут между установлением предпочтительной скорости ходьбы и сбором данных о походке. Участники были одеты в свои спортивные шорты и футболки, им была предоставлена ​​униформа из неопрена (Hiko Softy, Прага, Чехия) с тонкой подошвой, имитирующей ходьбу босиком.Тонкая подошва использовалась с целью контроля предполагаемого влияния обуви на параметры походки [67–69] и, в частности, для возможности применения результатов также в исследованиях прошлых популяций людей [70]. Кинематические данные были собраны с помощью системы захвата трехмерного движения с 10 камерами (Qualisys, Гетеборг, Швеция) с частотой 100 Гц. Данные о вертикальной силе реакции опоры и центре давления (COP) собирались с помощью стелек для измерения давления (Pedar, Novel, Мюнхен, Германия) с частотой 100 Гц.Траектории маркеров, вертикальный GRF и путь COP синхронно записывались в течение 10 секунд. Данные стелек для измерения давления использовались только для определения времени появления вертикальных пиков GRF. Кроме того, средний вертикальный GRF использовался в качестве входного параметра в нашей модели среднего идущего человека (см. Ниже).

Метод модифицированных калиброванных анатомических систем (CAST) [71] использовался для отслеживания кинематики нижних конечностей (рис. 2). Наша модель состоит из четырех сегментов: таза, бедра, голени и стопы.Таз отслеживали по маркерам на передней верхней подвздошной ости и задней верхней подвздошной ости. Бедро и голень отслеживались четырьмя маркерами, прикрепленными к жесткой пластине. Стопу отслеживали по маркерам на пяточном буграе и головках первой и пятой плюсневых костей. Кроме того, показано расположение семи костных ориентиров (большой вертел, медиальный надмыщелок, латеральный надмыщелок, самая медиальная точка гребня медиального плато большеберцовой кости, самая латеральная точка гребня латерального плато большеберцовой кости, дистальная вершина медиального плато большеберцовой кости). malleolus и дистальную вершину боковой лодыжки) на конечность по отношению к кластерам маркеров были обнаружены пальпаторно вручную и записаны с помощью оцифровывающего указателя.Наша модификация техники CAST заключается в замене маркера на головке малоберцовой кости маркером на гребне латерального плато большеберцовой кости и отказе от маркера на головке второй плюсневой кости. Совместная система координат была определена в соответствии с рекомендациями Grood and Suntay [72] и Международного общества биомеханики [73]. Центр вращения бедра оценивали с помощью функционального подхода, разработанного Schwartz et al. [74], протокол движения бедра (10 циклов ограниченного сгибания-разгибания бедра, отведение-приведение и циркумдукция) следовал протоколу Begon et al.[75].

Рис. 2. Схема экспериментальной установки, показывающая расположение маркеров слежения (черные кружки), записанных костных ориентиров (светло-серые кружки) и устройства Pedar (сзади испытуемого).

Обратите внимание, что все маркеры и ориентиры были записаны на двусторонней основе. ASIS, передняя верхняя подвздошная ость; PSIS, задняя верхняя подвздошная ость; CA, tuber calcanei; FM, головка первой плюсневой кости; В.М., головка пятой плюсневой кости; GT — большой вертел; ME, медиальный надмыщелок; LE, латеральный надмыщелок; MMP, самая медиальная точка гребня медиального плато большеберцовой кости; MLP, самая латеральная точка гребня латерального плато большеберцовой кости; MM — дистальная вершина медиальной лодыжки; LM, дистальная вершина боковой лодыжки.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112.g002

Необработанные кинематические данные, данные о вертикальной силе реакции грунта и COP были отфильтрованы с использованием фильтра Баттерворта нижних частот четвертого порядка с отсечкой 6 Гц. частота [55] в программе Visual3D. Фаза стойки для каждого шага была определена с использованием алгоритма определения скорости [76], проверенного визуальным осмотром. В дальнейшем анализе использовалось от трех до девяти шагов на человека. В анализах использовались углы сгибания суставов в бедре, колене и голеностопе.Система координат тазового сегмента была приведена к положению стоя перед вычислением углов суставов. Мы избегали любых других корректировок угла сегментов или суставов в положении стоя. Таким образом, в данном исследовании используются углы сгибания суставов между механическими осями сегментов. В последующих анализах обрабатывались углы сгибания суставов доминирующей нижней конечности. Доминирующая нижняя конечность определялась как та, которая использовалась для манипулирования предметом или для вывода вперед, как при прыжках [77,78], и определялась с помощью анкеты, в которой запрашивалась предпочтительная нижняя конечность для различных видов деятельности (удар по мячу, прыжки на одной ноге, наступать на стул и топать по предмету).Средние углы сгибания суставов и вертикальная сила реакции опоры на опору в совокупности полов во время фазы опоры приведены на рис. 3.

Рис. 3. Определение событий походки, используемых для отслеживания пиковых суммарных моментов в суставах.

(A) Иллюстративные моменты в суставах бедра (сплошная линия), колена (пунктирная линия) и голеностопного сустава (пунктирная линия) с указанием пиковых моментов. (B) Пример среднего углового смещения бедра (сплошная линия), колена (пунктирная линия) и голеностопного сустава (пунктирная линия) с событиями походки, используемыми для отслеживания указанных пиковых моментов (незакрашенный ромб, А-растение; крестики, K-изгиб и K-ext; закрашенный кружок, H-ext).(C) Пример средней вертикальной силы реакции опоры (сплошная линия) и оцененная переднезадняя сила реакции опоры (пунктирная линия) с событиями походки, используемыми для отслеживания указанных пиковых моментов (закрашенный кружок, H-изгиб; незакрашенный ромб, A-дорс). См. В тексте определения пиковых моментов и событий походки.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112.g003

Моделирование влияния размеров тела и осанки на суставные моменты

Чтобы оценить, как размер тела влияет на чистые суставные моменты (наша первая цель), и предвидеть время и величину ожидаемой корректировки осанки, связанной с размером, мы смоделировали влияние размера тела и изменений позы на чистые суставные моменты, манипулируя размером тела и позой. у «среднего человека» (рис. 1).

Шаг 1: «Обычный человек».

Во-первых, средний ходящий человек был построен с использованием средних размеров сегмента, вертикального GRF, пути COP и кинематики нашей выборки людей (рис. 3, таблица 1, файл S1). Переднезадний GRF (GRF _ap ) был рассчитан на основе вертикального GRF (GRF _vert ), оцененного с помощью программного обеспечения, предоставленного Novel, следующим образом: (1) где σ — угол между вектором GRF и горизонтом. Угол σ был оценен с использованием модели DP Грубена и Бема [64], т.Т.е. ориентация вектора GRF определялась расположением мгновенного COP и точки расхождения (DP) GRF, расположенной на 54% высоты центра масс тела (COM _body ) вертикально над бедром. сустав, который является средним местоположением DP для выборки идущих взрослых людей, о которых сообщают Gruben и Boehm [64]. Как было документально подтверждено предыдущими экспериментальными исследованиями [64,79], этот подход должен обеспечивать соответствующие оценки ориентации вектора GRF и величины GRF во всей стойке (см. Также нашу оценку точности модели DP ниже).Высота тела COM _{, используемого для локализации ДП, была рассчитана на основе семи сегментов тела (ступни, голени, бедра и сегмент голова-руки-туловище) в положении стоя после Винтера [55].}

Шаг 2: Изменение параметров.

Во-вторых, мы манипулировали массой тела, длиной нижней конечности (т. Е. Суммой длины бедра и длиной голени) и углами сгибания в бедре, колене и лодыжке нашего среднего человека, добавляя и вычитая два стандартных отклонения (SD). нашей выборки (см. Таблицу 1 для SD анатомических параметров; средний угол сгибания SD в суставах и фаза опоры = 4 °) и рассчитали результирующие чистые суставные моменты (рис. 1).Сложение и вычитание двух SD было сделано, чтобы получить моделирование, представляющее диапазон нормальных человеческих вариаций в управляемых параметрах. Каждый параметр управлялся независимо, в то время как все остальные параметры, включая время стояния и относительное положение COM сегментов, оставались постоянными, если не указано ниже.

Манипуляции с массой тела разрешены для воздействия на GRF _vert : (2) где BM — масса тела после манипуляции, а normGRF _vert (N кг ^-1 ) — вертикальный GRF нашего среднего человека, нормированный на его массу тела.Кроме того, на массу тела прямо пропорционально влияет и масса сегментов нижних конечностей.

Манипуляции с длиной нижней конечности выполнялись путем одновременного пропорционального изменения длины бедра и длины голени, так что отношение длины голени к длине бедра оставалось постоянным. Это решение подтверждается исследованием Холлидея [80], который показал, что соотношение длины голени к длине бедра объясняет только 4% различия в длине нижних конечностей. Манипуляции с длиной нижней конечности не вызывали изменений ни высоты щиколотки, ни длины стопы.

Тем не менее, длина стопы положительно коррелирует как с массой тела (r ² = 0,603), так и с длиной нижней конечности (r ² = 0,639) в нашей выборке. Более того, каждый из этих параметров размера имеет сходное, значительное влияние на длину стопы, даже когда другой параметр размера контролируется множественным регрессионным анализом, как показано с помощью стандартизованных коэффициентов (β _{, масса тела} = 0,421; β _{, длина нижней конечности} = 0,499. ). Таким образом, чтобы учесть это соотношение между размером тела и длиной стопы, мы дополнительно манипулировали массой тела и длиной нижней конечности вместе с длиной стопы.Длиной стопы манипулировали с помощью наклонов регрессии из множественного регрессионного анализа (b _{масса тела} = 0,524 мм / кг; b _{длина нижней конечности} = 0,143 мм мм ^-1 ). Прогрессирование COP относительно длины стопы оставалось постоянным, таким образом, при любом процентном соотношении фазы стойки COP был расположен на одном и том же относительном расстоянии от заднего конца подошвы в моделях с изменяемой длиной стопы и в модели средней длины. индивидуальный.

Манипуляции с углом сустава ограничивались тазобедренным, коленным и голеностопным суставами без изменения положения стопы и таза (относительно земли).Хотя изменения положения стопы и таза предположительно могут сопровождать изменения в суставах во время ходьбы человека, сохранение их постоянством в нашей модели значительно сужает возможные постуральные решения. Учитывая вышеуказанное условие, любое изменение угла сустава должно сопровождаться изменением угла другого сустава (ов) в соответствии с соотношением: (3) где ω, ε и γ — углы сгибания / разгибания в бедре, колене и голеностопе соответственно (рис. 4). Мы манипулировали каждым суставом, добавляя / вычитая 2SD (т.е.е., 8 °), в то время как изменение углов других суставов не могло превышать изменение в управляемом суставе (т.е. ≤ 8 °). Решения вышеуказанных условий приведены в таблице 2. На рис. 5 показаны положения сегментов нижних конечностей после конкретных манипуляций с углами суставов, при которых либо один сустав изменяется на 8 °, а два других — на 4 °, либо два сустава меняются. на 8 °, а оставшееся не меняется.

Рис. 5. Диаграмма поз нижних конечностей после манипуляции углом сустава (серый цвет) по сравнению с исходной позой (пунктирная черная линия).

Конкретные изменения угла сустава для каждой манипуляции указаны в Таблице 3. Позы при 0%, 20%, 50%, 80% и 100% стойки изображены слева направо.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112.g005

Шаг 3: Обратная динамика.

В-третьих, мы рассчитали чистые суставные моменты для среднего человека (файл S1) и всех манипуляций с параметрами. Были рассчитаны координаты суставов нижних конечностей и СОМ сегментов нижних конечностей на протяжении фазы опоры с началом системы координат на заднем крае стопы, спроецированном на землю при ударе пяткой.Чистые суставные моменты в бедре, колене и голеностопном суставе были рассчитаны по этим координатам с использованием основных уравнений звена-сегмента [55]: (4) (5) (6) где ΣF _x — сумма сил реакции, действующих на сегмент в переднезаднем направлении, ΣF _y — сумма сил реакции и гравитации, действующих на сегмент в вертикальном направлении, ΣM — сумма действующих моментов относительно сегмента COM, m — масса сегмента, a _i — ускорение сегмента COM, I ₀ — момент инерции относительно сегмента COM, а α — угловое ускорение сегмента.Уравнения решались последовательно для стопы, голени и бедра. Для расчета ускорений мы приняли время стояния 0,661 с, что было средним временем стояния в нашей выборке людей. Относительный радиус инерции и относительное положение COM сегментов нижних конечностей и сегмента голова-руки-туловище были взяты из Winter [55].

Чтобы учесть возможный источник ошибки в наших оценках чистого суставного момента, связанный с неопределенностью местоположения DP после манипуляций с размером и позой (Gruben и Boehm [64] сообщили, что SD их среднего вертикального положения DP равняется 0.13 для тела COM _{, высота} ) мы рассчитали чистые суставные моменты для всех размеров и постуральных манипуляций также с DP, расположенным на 0,8 и 0,26 высоты тела COM _на над бедром, то есть при ранее сообщенном среднем значении ± 2SD. Локации DP.

Точность модели DP.

Точность модели DP оценивалась экспериментально на выборке из десяти взрослых без ожирения (4 мужчины, 6 женщин; возраст: 29,8 ± 7,5 лет; масса тела: 68,3 ± 17,8 кг, рост: 1,676 ± 0.116 м). Каждый участник предоставил письменное информированное согласие до участия, и протокол был одобрен Интегрированным институциональным наблюдательным советом Университета Хантер-колледжа Городского университета Нью-Йорка. Участники шли с желаемой скоростью по дорожке, в то время как их полные данные о силе реакции земли записывались с помощью силовой пластины (AMTI, Уотертаун, США) с частотой 1000 Гц, синхронно с траекториями маркеров (набор маркеров Plug-In Gait для всего тела) с помощью 6-камерная система захвата движения (Vicon, Оксфорд, Великобритания) при 200 Гц.Маркерные траектории, сила реакции земли и центр давления фильтровались с использованием фильтра нижних частот Баттерворта четвертого порядка с частотой среза 6 Гц [55,81,82]. Чистые суставные моменты были рассчитаны с использованием формул 4–6. Высота тела COM _{в положении стоя была оценена с использованием того же подхода, что и в нашей средней индивидуальной модели после Винтера [55]. Точность модели DP в оценке GRF ap и чистых моментов в суставах оценивалась с помощью средней ошибки (ME), средней ошибки в процентах (% ME), средней абсолютной ошибки (MAE) и средней абсолютной ошибки в процентах (% MAE). ) следующее: (7) (8) (9) (10) где прогнозируемый i — это оценочное значение параметра у человека i ^th , наблюдаемое i — значение параметра, рассчитанное на основе полных данных GRF, наблюдаемый диапазон i — это диапазон переменной в фазе положения, рассчитанный из полного Данные GRF (например,g., разница между пиком сгибания и разгибания чистого момента бедра, рассчитанного на основе полных данных GRF), а n — размер выборки [83]. Диапазон отдельного чистого суставного момента использовался при вычислении% ME и% MAE, поскольку результаты предыдущих исследований [84,85] предполагают, что диапазоны суставного момента более согласованы между различными кинематическими моделями (мы использовали модель PiG для теста точности DP и CAST модель для сбора основных данных), чем пиковые суставные моменты. Для GRF ap диапазон использовался для согласованности вычисления% ME и% MAE.}

ME,% ME, MAE и% MAE оценок параметров представлены в таблице 4. Модель DP последовательно недооценивает пики GRF _ap и пиковый момент сгибания колена, переоценивает пиковый момент разгибания колена и момент бедра. пиков и обеспечивает очень точную оценку пиков момента в голеностопном суставе.

Анализ экспериментальных данных

Чтобы оценить независимое влияние массы тела и длины нижних конечностей на положение нижних конечностей во время ходьбы (наша вторая цель), мы проанализировали экспериментальные данные с использованием общей линейной модели (рис. 1).

Шаг 4: Общая линейная модель.

Взаимосвязь между размером тела (массой тела и длиной нижних конечностей) и позой (углами сгибания суставов) была проанализирована в событиях ожидаемых пиковых суммарных моментов в суставах. Шесть событий походки (по два на каждый сустав) были выбраны для отслеживания ожидаемых пиковых суммарных моментов в суставах (рис.3): первый пик вертикального GRF для отслеживания максимального чистого момента сгибания бедра (H-flex), максимальное разгибание бедра для отслеживания. максимальный чистый момент разгибания бедра (H-ext), максимальное сгибание колена в первой половине стойки для отслеживания максимального чистого момента сгибания в колене (K-flex), максимальное разгибание колена во второй половине стойки для отслеживания максимального чистого колена момент разгибания (K-ext), максимальное подошвенное сгибание голеностопного сустава в первой половине стойки для отслеживания максимального чистого момента подошвенного сгибания голеностопного сустава (A-планка) и второй пик вертикального GRF для отслеживания максимального чистого момента тыльного сгибания голеностопного сустава (A- дорс).Взаимосвязи между переменными были проанализированы с использованием коэффициентов корреляции произведение-момент Пирсона. Поскольку скорость положительно коррелирует с углом сгибания бедра и колена в упражнениях на раннюю стойку, наша попытка контролировать скорость с использованием предпочтительной скорости не увенчалась успехом. Таким образом, скорость была включена в общий анализ линейной модели в качестве дополнительной переменной, позволяющей контролировать ее влияние. Общая линейная модель с суммами квадратов типа VI и анализом общности использовалась для оценки независимого влияния каждой переменной размера тела на сгибание сустава при одновременном контроле другой переменной размера, пола и скорости.Анализ общности [86,87] (см. Недавние приложения и примеры в [88]) использовался для определения уникального эффекта каждой переменной в модели и общего эффекта переменных размера тела. Статистический анализ проводился с использованием Statistica 10 (StatSoft, Талса, Оклахома-сити, США) и Excel 2013 (Microsoft, Редмонд, Вашингтон, США).

Результаты

Влияние размера корпуса на полезные моменты в шарнирах

Влияние увеличения размера тела на 2 SD на пиковые полезные моменты в суставах представлено в Таблице 5 и на Рисунке 6.Масса тела имеет положительное, почти прямо пропорциональное влияние на все пиковые чистые моменты во всех трех суставах: увеличение массы тела на 43% (= 2 SD) приводит к увеличению на 41–43% пиковых моментов в суставах. Влияние длины нижней конечности на пиковый чистый момент в суставах примерно пропорционально в бедре и колене, но непропорционально мало в лодыжке. Увеличение длины нижней конечности на 15% (= 2 SD) увеличивает пиковый момент в бедре на 17–20%, пиковый момент сгибания в колене на 18% и пиковый момент в голеностопном суставе на 1–2%, тогда как при этом уменьшается момент разгибания колена на 13%. %.Таким образом, длина нижней конечности сама по себе положительно влияет на чистые моменты в бедре и лодыжке и на момент сгибания колена, но отрицательно влияет на момент разгибания колена при поздней стойке. Включение удлинения стопы в манипуляции с размером тела мало влияет на результирующие пиковые моменты бедра (около 1%) и моменты сгибания колена (4%), но увеличивает величину моментов голеностопного сустава на 14% и 9%. соответственно в массе тела и манипуляциях с нижними конечностями. Тем не менее, наиболее выраженный эффект от увеличения длины стопы проявляется в моменте разгибания колена, который увеличивается на 28% и 18% при манипуляциях с нижней конечностью соответственно.

Рис. 6. Влияние размера корпуса на чистые моменты в суставах.

Влияние увеличения массы тела (A – C) и увеличения длины нижних конечностей (D – F) на чистые моменты в суставах бедра (A, D), колена (B, E) и голеностопного сустава (C, F) . Измененный размер (серая сплошная линия) сравнивается с исходным размером (черная пунктирная линия). Серые пунктирные линии представляют моменты после изменения размера, оцененные с использованием среднего значения ± 2 SD местоположения расходящейся точки. Звездочка указывает, что максимальный суставной момент манипулируемого тела отличается от исходного момента независимо от местоположения расходящейся точки.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112.g006

Влияние положения на чистые суставные моменты

Влияние положения на чистые суставные моменты в бедре, колене и лодыжке показано в Таблице 3 и на Рисунке 7. Наибольшее постуральное влияние на чистый суставный момент наблюдалось в колене (до 23,5 Н · м), а затем в бедре. (до 19,6 Н м) и голеностопного сустава (до 6,5 Н м). Относительный эффект в колене (до 123%) в 3,5 раза больше, чем в бедре (до 36%) и в 4 раза.На 5 больше, чем в щиколотке (до 27%). Разгибание бедра приводит к уменьшению момента сгибания бедра (13–32%) и момента подошвенного сгибания голеностопного сустава (13–25%), тогда как оно увеличивает момент разгибания бедра (8–16%) и момент тыльного сгибания голеностопного сустава (3–7%). ). Разгибание колена приводит к уменьшению момента сгибания колена (71–123%) и увеличению момента разгибания колена (44–76%). Подошвенное сгибание голеностопного сустава снижает момент разгибания бедра (7-15%), момент сгибания колена (52-123%) и момент тыльного сгибания голеностопного сустава (3-7%), тогда как он увеличивает момент сгибания бедра (21-36%), момент разгибания колена (31–76%) и момент подошвенного сгибания голеностопного сустава (13–27%).Таким образом, на момент коленного сустава наиболее эффективно влияют изменения позы, в частности, изменения угла наклона колена.

Рис. 7. Влияние позы на чистые суставные моменты.

Влияние разгибания бедра (A – C), разгибания колена (D – F) и подошвенного сгибания голеностопного сустава (G – I) на чистые суставные моменты в бедре (A, D, G), колене (B, E, H) и голеностопного сустава (C, F, I). Манипулируемые позы (серая область) сравниваются с исходной позой (черная пунктирная линия). Серая область охватывает все возможные изменения осанки при следующих условиях: 1) изменение сустава, которым управляют, составляет 8 °, 2) изменение в других суставах составляет ≤ 8 °, 3) Δhip angle = Δknee angle + Δankle angle.Подробности см. В тексте, а в таблице 2 — интервалы изменения угла в других соединениях, удовлетворяющих трем условиям. Серые пунктирные линии представляют диапазон моментов после манипуляций позы, оцененных с использованием среднего значения ± 2 SD местоположения расходящейся точки. Звездочка указывает на то, что пиковый момент манипулируемой позы отличается от исходного момента независимо от местоположения расходящейся точки.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0172112.g007

Размер тела и сгибание суставов при ходьбе

В Таблице 6 показаны парные коэффициенты корреляции Пирсона для параметров размера тела, скорости и углов сгибания в бедре и колене при выбранных упражнениях походки.Масса тела положительно коррелирует с длиной нижней конечности (r = 0,7). Кроме того, масса тела отрицательно коррелирует с углом сгибания колена в обоих анализируемых событиях (r = -0,3) и с углом тыльного сгибания голеностопного сустава (r = -0,3), в то время как длина нижней конечности коррелирует только со скоростью (r = 0,3), а не со скоростью. с любым углом сочленения.

Результаты общей линейной модели и анализа общности представлены в таблице 7. Модель регрессии, которая включает массу тела, длину нижних конечностей, скорость и пол, объясняет 51.5% вариации угла сгибания бедра при пиковом моменте сгибания бедра (H-flex) и 43,8% вариации угла сгибания колена при пиковом моменте сгибания колена (K-flex). Модель не имеет значения в более поздних упражнениях по стойке, пиковом моменте разгибания бедра (H-ext) и пиковом моменте разгибания колена (K-ext), а также в упражнениях на лодыжку. Масса тела оказывает значительное отрицательное влияние на угол наклона колена при K-сгибании (p = 0,001), тогда как длина нижней конечности существенно отрицательно влияет на угол бедра при H-flex (p = 0.033). Масса тела однозначно объясняет 15,8% вариации сгибания колена при K-flex. Длина нижней конечности однозначно объясняет 5,4% вариации сгибания бедра при H-flex. В дополнение к однозначно объясненной дисперсии, масса тела и длина нижних конечностей составляют 9% объясненной дисперсии в обоих случаях. Таким образом, переменные размера тела вместе составляют 16% и 25% вариации сгибания бедра при H-сгибании и сгибания колена при K-сгибании, соответственно. Тем не менее, скорость является основным фактором, определяющим угол сустава в обоих этих событиях, однозначно объясняя 43.2% и 18,6% отклонения угла сустава при H-flex и K-flex соответственно. Помимо массы тела и скорости, угол сгибания колена при K-flex также зависит от пола (что однозначно объясняет 8,7% дисперсии). В K-flex женщины, как правило, держат колени более вытянутыми, чем мужчины.

Обсуждение

Наша модель демонстрирует, что связанное с размером увеличение чистых моментов в колене может быть эффективно компенсировано относительно небольшими изменениями положения тела, особенно изменениями угла сгибания колена.Момент сгибания бедра и момент подошвенного сгибания голеностопного сустава также может в некоторой степени уменьшаться с помощью постуральных корректировок, но момент разгибания бедра и момент тыльного сгибания голеностопного сустава относительно устойчивы к изменениям позы в пределах этой вариации у взрослых при нормальной ходьбе. Изменения угла сгибания колена имеют гораздо большее влияние на чистые моменты в суставах по сравнению с изменениями угла в бедре и лодыжке. Более того, уменьшение момента в конкретном суставе путем изменения положения голеностопного сустава имеет побочный эффект — одновременное увеличение чистого момента в другом суставе (ах) (e.g. подошвенное сгибание голеностопного сустава уменьшает момент сгибания колена, но увеличивает момент сгибания бедра и момент подошвенного сгибания голеностопного сустава; Рис. 7G – 7I). Уменьшение моментов в коленях с помощью регулировки угла наклона колена не имеет такого побочного эффекта, поскольку изменения сгибания колена мало влияют на другие моменты в суставах. Регулировка угла тазобедренного сустава может привести к одновременному уменьшению тазобедренного и голеностопного моментов; однако его эффект намного тоньше, чем эффект колена. Основываясь на результатах нашей модели, можно предсказать, что связанное с массой тела и / или связанное с длиной нижних конечностей увеличение момента сгибания колена в ранней стойке будет наиболее эффективно компенсироваться разгибанием колена, тогда как связанное с массой тела увеличение момент разгибания колена при поздней стойке можно компенсировать сгибанием колена.Ожидается, что изменение позы в поздней стойке не будет связано с удлинением нижней конечности, поскольку наша модель показывает, что момент разгибания колена в поздней стойке фактически уменьшается с удлинением нижней конечности.

Предыдущие экспериментальные исследования [64,79] сообщили, что вектор GRF постоянно пересекается около DP, расположенного над тазобедренным суставом во время ходьбы у людей. Это наблюдение было подтверждено сильным коэффициентом детерминации (r ² = 0,996) между углом σ (угол между вектором GRF и горизонталью), рассчитанным из полных данных силовой пластины, и углом σ, оцененным с помощью модели DP [64].Наш тест точности модели DP (таблица 4) показывает, что модель DP обеспечивает точные оценки пиковых суставных моментов в бедре, колене и голеностопном суставе с ошибками <20% для сгибания и разгибания во всех трех суставах и <1%. для щиколотки. Наибольшие ошибки наблюдались в колене (~ 18% как при сгибании, так и при разгибании) и разгибании бедра (~ 13%). Сходная величина значений ME и MAE (таблица 4) указывает на то, что модель DP последовательно недооценивала (сгибание колена) или переоценивала (разгибание колена и разгибание бедра) эти моменты.Мы смогли снизить ошибку в эти моменты ниже 10%, перемещая местоположение DP вниз (на 11,5% от высоты корпуса COM _{) и назад (на 0,8% от высоты} корпуса COM _{), что позволяет предположить, что среднее значение DP может быть смещено в нашей выборке по сравнению с предыдущим исследованием [64]. Тем не менее,% ME и% MAE этих пиковых моментов не коррелируют с массой тела, длиной нижней конечности и соответствующим пиковым углом сгибания / разгибания. Поскольку это демонстрирует, что точность модели не связана с параметрами, протестированными в этом исследовании, обнаруженные ошибки не могут существенно повлиять на структуру наших результатов.}

На данный момент нет доступных данных, чтобы сделать вывод о том, не влияет ли относительное вертикальное положение ДП на массу тела, длину нижней конечности или осанку, как предполагается в нашей модели. Чтобы учесть эту неопределенность, мы оценили суставной момент также с DP, расположенным на ранее сообщенном среднем значении ± 2SD над бедром, и представили результаты на рисунках 6 и 7. На рисунке 6 мы показываем, что масса тела увеличивает максимальные суммарные моменты во всех точках. три сустава независимо от относительного расположения ДП.Это также верно, когда длина стопы регулируется вместе с массой тела. Однако влияние длины нижней конечности на пики момента в тазобедренном суставе и пикового момента сгибания колена зависит от относительного местоположения DP. Если удлинение нижней конечности связано со смещением расположения ДП ближе к бедру, то пиковые моменты на бедре не увеличиваются. С другой стороны, возможная связь удлинения конечности со смещением DP дальше от бедра ограничит увеличение пикового момента сгибания колена.На рис. 7 показан сценарий, когда поза связана с относительным расположением DP. Влияние разгибания бедра на пиковые моменты в суставах не зависит от относительного расположения DP, за исключением момента разгибания бедра. Влияние сгибания колена на пиковые моменты в суставах не зависит от относительного расположения DP. Однако влияние подошвенного сгибания голеностопного сустава на пиковый момент бедра и пиковый момент сгибания колена зависит от относительного расположения DP; хотя относительное расположение DP фактически повернуло бы эффект в противоположном направлении только для нескольких комбинаций позы.Мы пришли к выводу, что предсказания нашей модели относительно надежны в пределах биологически возможного диапазона вариаций относительного местоположения DP.

В наших модельных манипуляциях предполагалось, что время стояния не связано с изменениями параметров размера тела. Изучение этого предположения с помощью дополнительной общей линейной модели анализа наших экспериментальных данных показало, что масса тела не коррелирует со временем стойкости после контроля длины, скорости и пола нижних конечностей. Этот результат хорошо согласуется с предыдущими исследованиями, в которых сообщалось о незначительной разнице во времени пребывания в стойке между худощавыми и тучными испытуемыми [89, 90].Тем не менее, мы обнаружили значительную, хотя и слабую корреляцию между временем стояния и длиной нижней конечности после контроля массы тела, скорости и пола (p = 0,011; b = 0,00029 с / мм; длина нижней конечности однозначно объясняет 7,4% вариации времени постановки). . Таким образом, мы смоделировали влияние одновременного увеличения длины нижних конечностей и времени стояния на чистые суставные моменты, используя наклон из общей линейной модели. Результаты показывают, что соответствующее увеличение времени стойки несколько снижает влияние длины нижней конечности на чистые моменты бедер (на 5–6%) и моменты в коленных суставах (на 1–2%).На щиколотке видимого эффекта не наблюдалось (менее 0,5%).

Наши экспериментальные результаты согласуются с некоторыми предсказаниями нашей модели. В частности, мы обнаружили, что масса тела отрицательно коррелирует со сгибанием колена в ранней стойке. Используя нашу модель, это открытие можно интерпретировать как стратегию уменьшения связанного с массой тела увеличения момента сгибания колена путем разгибания колена, и это также соответствует предыдущим результатам у людей [32–34] и других млекопитающих [2,27– 29]. С другой стороны, мы не обнаружили никаких изменений позы, связанных с массой тела, при поздней стойке.Кроме того, мы обнаружили значительную отрицательную корреляцию между длиной нижней конечности и сгибанием бедра в ранней стойке. Хотя это открытие также можно интерпретировать как стратегию сдерживания увеличения момента сгибания бедра, мы отмечаем, что корреляция слабая и длина нижней конечности однозначно объясняет только 5,4% вариации угла сгибания бедра.

Эффективность мгновенного замедления обнаруженных корректировок позы можно приблизительно оценить, используя нашу модель в качестве основы.Согласно нашей модели, пиковый момент сгибания колена в ранней стойке увеличивается на 0,29 Н · м на килограмм массы тела (т. Е. Влияние изменения массы тела на 2 SD на пиковый момент сгибания в колене, деленное на 2 SD массы тела) и уменьшается. на 1,71–2,94 Н · м на градус разгибания колена. Максимальный момент сгибания в бедре увеличивается на 0,87 Н м на сантиметр длины нижней конечности и уменьшается на 0,46–1,10 Н м на градус разгибания бедра. Таким образом, чтобы отменить увеличение моментов, связанных с размером, разгибание колена должно увеличиваться со скоростью 0.10–0,17 ° кг ^–1 и разгибание бедра 0,79–1,89 ° см ^–1 . Влияние массы тела на разгибание колена на 0,24 ° кг ^–1 , обнаруженное в нашей выборке (таблица 7), значительно превышает расчетные минимальные показатели, что указывает на то, что обнаруженные изменения положения в колене достаточны для полного устранения массы тела. связанное с увеличением момента колена. Влияние длины нижней конечности на разгибание бедра на 0,34 ° см ^–1 , обнаруженное в нашей выборке, однако, ниже расчетной минимальной скорости, что предполагает, что увеличение момента бедра, связанное с длиной конечности, будет только уменьшаться, но не отменяться. из-за обнаруженной регулировки угла бедра.

Предполагаемая полная отмена увеличения момента сгибания коленного сустава, связанного с массой тела, хорошо соответствует результатам Gushue et al. [34], которые обнаружили, что дети с ожирением ходят со сниженным сгибанием колена в ранней стойке и без значительных различий в пиковых моментах сгибания колена по сравнению с худыми детьми. Однако при сравнении кинематики взрослых с ожирением и худощавым телом DeVita и Hortobágyi [33] обнаружили различия во всех трех суставах нижних конечностей. В частности, люди с ожирением ходили со сниженным сгибанием в бедре и колене и большим подошвенным сгибанием в голеностопном суставе в ранней стойке.В нашем исследовании, однако, только угол сгибания колена в значительной степени связан с массой тела, а углы бедра и голеностопного сустава — нет. Возможное объяснение может заключаться в том, что уменьшение сгибания бедра в ранней стойке не только уменьшает моменты бедра, но также укорачивает шаг, что отрицательно влияет на скорость и увеличивает количество шагов для преодоления заданного расстояния. В примере DeVita и Hortobágyi [33] разница в массе тела, вероятно, была настолько велика, что эффект замедления суставного момента при разгибании бедра перевешивал сокращение длины шага.Наша выборка, однако, состоит из людей, не страдающих ожирением, у которых масса тела не может быть таким ограничивающим фактором, чтобы уменьшить длину шага. Таким образом, в нашей выборке только люди с более длинными конечностями могут позволить себе смягчить момент бедра путем ступенчатого сокращения изменения позы, тогда как люди с большей массой тела регулируют только момент колена. Тем не менее, неясно, почему люди с более длинными конечностями не смягчают момент в колене при ранней стойке.

Хотя связанная с размером регулировка осанки в тазобедренном и коленном суставах сглаживает связанное с размером увеличение чистых суставных моментов в соответствии с нашей моделью, вариация сгибания в бедре и колене, объясняемая параметрами размера тела, не особенно сильна.Мы обнаружили, что часть вариации сгибания бедра и колена объясняется эффектом скорости, а также полом в случае сгибания колена, что соответствует предыдущим исследованиям [43–53]. Слабость взаимосвязи, эффект пола и стойкость эффекта скорости даже при ходьбе с предпочтительной скоростью, вероятно, помешали выявить взаимосвязь массы тела и сгибания колена на ранней стадии в предыдущих исследованиях [32]. Другие факторы, такие как индивидуальная масса тела в анамнезе и сила опорно-двигательного аппарата нижних конечностей, также могут иметь значение.Кроме того, нагрузки на тазобедренные и коленные суставы при ходьбе могут быть недостаточными для более тесной связи размера тела с осанкой. Наши результаты не подтверждают вывод Gruss [35] о том, что люди с более длинными конечностями сохраняют более вытянутые колени при поздней стойке до умеренных моментов колена. Наша модель предсказывает, что длина нижней конечности отрицательно влияет на момент разгибания колена при поздней стойке. Таким образом, момент разгибания колена в поздней стойке на самом деле ниже у людей с длинными конечностями, и поэтому его не нужно уменьшать.Более того, наша модель показывает, что моменты разгибания колена в поздней стойке не могут быть уменьшены за счет большего разгибания колена, а за счет большего сгибания колена. Тем не менее, можно было бы ожидать, что люди с большей массой тела будут смягчать момент колена в поздней стойке, потому что он увеличивается с массой тела. О такой отрицательной корреляции между массой тела и сгибанием колена при поздней стойке сообщалось даже ранее у людей [32]. Несмотря на то, что мы также обнаружили повышенную отрицательную корреляцию между массой тела и сгибанием колена в поздней стойке, связь не была значимой, когда длина, скорость и пол нижней конечности контролировались в общей линейной модели.Мы предполагаем, что момент разгибания колена в поздней стойке может быть полезен для стабилизации колена против действия икроножной мышцы, которая интенсивно сокращается, чтобы противодействовать моменту тыльного сгибания в голеностопном суставе во второй половине стойки [91].

Результаты настоящего исследования могут иметь значение для клиницистов, поскольку при анализе отклонений от нормальной походки следует учитывать размер тела. Кроме того, будущие модели передвижения человека в прошлом, основанные на кинематике недавних людей, должны учитывать обнаруженную здесь связь между размером тела и позой.В настоящем исследовании мы проанализировали влияние размера тела и положения тела на чистые моменты в суставах, что отражает только чистое влияние мышц-агонистов и антагонистов. Тем не менее, несколько комбинаций мышечных сил могут создавать один и тот же чистый суставной момент, а также пассивные структуры, такие как связки, могут вносить свой вклад в чистый суставной момент [55,58]. Будущие исследования могут основываться на настоящей работе и использовать преимущества моделирования опорно-двигательного аппарата [10,92–95] для анализа влияния постуральных изменений на мышечную силу и, следовательно, на локомоторные затраты [7,9,96,97] и нагрузку. костей [98–101].Кроме того, комплексные подходы к моделированию походки [95] могут исследовать функцию обнаруженной взаимосвязи между размером тела и локомоторной позой, определяя, какие параметры оптимизации лучше всего соответствуют обнаруженной здесь взаимосвязи.

Выводы

В настоящем исследовании мы обнаружили, что размер тела отрицательно связан со сгибанием бедра и колена в ранней позиции ходьбы у людей, не страдающих ожирением. Масса тела отрицательно связана со сгибанием колена, тогда как длина нижней конечности отрицательно связана со сгибанием бедра.Согласно нашей модели, обнаруженных корректировок позы достаточно, чтобы отменить увеличение момента колена, связанное с размером, и смягчить увеличение момента бедра. Разница в сгибании бедра и колена, объясняемая параметрами размеров тела вместе, составляет менее 25%. Скорость имеет наибольшее влияние на сгибание как в бедре, так и в колене, в то время как пол также играет важную роль в колене. Относительно слабая связь размера тела с позой может быть следствием относительно низкой механической нагрузки на нижние конечности во время ходьбы.

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Симону Черевкову, Томаша Михалека, Йитку Сумарову, Катержину Страникову, Элишку Туркову и Давида Вондрашека за их помощь во время сбора данных, а также Алеша Твжника и Давида Герича за их помощь в подготовке экспериментального протокола. Наконец, мы благодарим двух анонимных рецензентов за полезные комментарии к рукописи и Веронику Саболову за исправление языка.

Вклад авторов

1. Концептуализация: MH VS HP.
2. Обработка данных: MH.
3. Формальный анализ: MH VS.
4. Получение финансирования: MH VS.
5. Исследование: MH LS HP.
6. Методология: MH VS LS HP.
7. Ресурсы: MH VS LS HP.
8. Программное обеспечение: MH LS HP.
9. Надзор: MH VS.
10. Проверка: MH HP.
11. Написание — оригинальная черновик: MH VS.
12. Написание — просмотр и редактирование: MH VS LS HP.

Ссылки

1. 1. Тейлор ЧР, Хеглунд Северная Каролина, МакМахон Т.А., Луни Т.Р. Энергетическая стоимость создания мышечной силы во время бега: сравнение крупных и мелких животных. Журнал экспериментальной биологии. 1980; 86: 9–18.
2. 2. Бивенер А.А. Масштабирование поддержки тела у млекопитающих: положение конечностей и мышечная механика. Наука. 1989; 245: 45–48. pmid: 2740914
3. 3.Крам Р., Тейлор ЧР. Энергетика бега: новая перспектива. Природа. 1990; 346: 265–267. pmid: 2374590
4. 4. Робертс Т.Дж., Чен М.С., Тейлор К.Р. Энергетика двуногого бега. II. Конструкция конечностей и механика бега. Журнал экспериментальной биологии. 1998. 201: 2753–2762. pmid: 9732330
5. 5. Чанг Ю.Х., Крам Р. Метаболические затраты на создание горизонтальных сил во время бега человека. J Appl Physiol. 1999; 86: 1657–1662. pmid: 10233132
6. 6. Гриффин TM, Робертс Т.Дж., Крам Р.Метаболические затраты на создание мышечной силы при ходьбе человека: выводы из экспериментов с нагрузкой и скоростью. Журнал прикладной физиологии. 2003. 95: 172–183. pmid: 12794096
7. 7. Бивенер А.А., Фарли К.Т., Робертс Т.Дж., Теманер М. Мышечные механические преимущества ходьбы и бега человека: влияние на стоимость энергии. Журнал прикладной физиологии. 2004. 97: 2266–2274. pmid: 15258124
8. 8. Понцер Х. Новая модель, прогнозирующая стоимость опорно-двигательного аппарата по длине конечности посредством производства силы.Журнал экспериментальной биологии. 2005; 208: 1513–1524. pmid: 15802675
9. 9. Pontzer H, Raichlen DA, Sockol MD. Метаболическая стоимость ходьбы у людей, шимпанзе и первых гомининов. Журнал эволюции человека. 2009. 56: 43–54. pmid: 18986682
10. 10. Панди MG, Андриаччи Т.П. Функции мышц и суставов при передвижении человека. Ежегодный обзор биомедицинской инженерии. 2010; 12: 401–433. pmid: 20617942
11. 11. Понцер Х. Единая теория затрат энергии на передвижение на ногах.Письма о биологии. 2016; 12: 20150935. pmid: 26911339
12. 12. Пандольф К.Б., Хайсман М.Ф., Гольдман РФ. Метаболические затраты энергии и коэффициенты рельефа при ходьбе по снегу. Эргономика. 1976; 19: 683–690. pmid: 1009916
13. 13. Зампаро П., Перини Р., Орицио С., Захер М., Ферретти Г. Энергозатраты при ходьбе или беге по песку. Европейский журнал прикладной физиологии и физиологии труда. 1992; 65: 183–187. pmid: 1327762
14. 14. Lejeune TM, Виллемс PA, Heglund NC.Механика и энергетика передвижения человека по песку. Журнал экспериментальной биологии. 1998; 201: 2071–2080. pmid: 9622579
15. 15. Minetti AE, Moia C, Roi GS, Susta D, Ferretti G. Энергозатраты на ходьбу и бег на экстремальных спусках и подъемах. Журнал прикладной физиологии. 2002; 93: 1039–1046. pmid: 12183501
16. 16. Бивенер А.А. Передвижение и размеры млекопитающих по суше. Биология. 1989. 39: 776–783.
17. 17. Витте Х, Преушофт Х, Рекнагель С.Пропорции человеческого тела объяснены на основе биомеханических принципов. Zeitschrift für Morphologie und Anthropologie. 1991; 78: 407. pmid: 1887666
18. 18. Числа Штейделя К.Л., Тилкенс М.Дж. Влияние длины нижних конечностей на энергетические затраты на передвижение: последствия для ископаемых гомининов. Журнал эволюции человека. 2004. 47: 95–109. pmid: 15288526
19. 19. Числа Штуделя К.Л., Уивер Т.Д., Уолл-Шеффлер CM. Эволюция бега человека: влияние изменений длины нижних конечностей на локомоторную экономику.Журнал эволюции человека. 2007; 53: 191–196. pmid: 17574650
20. 20. Понцер Х. Эффективная длина конечностей и масштабирование локомоторных затрат у наземных животных. Журнал экспериментальной биологии. 2007; 210: 1752–1761. pmid: 17488938
21. 21. Хойт Д.Ф., Виклер С.Дж., Коггер Е.А. Время контакта и длина шага: влияние длины конечности, скорости бега, нагрузки и наклона. Журнал экспериментальной биологии. 2000; 203: 221. pmid: 10607532
22. 22. Гора М, Сладек В.Влияние конфигурации нижних конечностей на стоимость ходьбы у людей позднего плейстоцена. Журнал эволюции человека. 2014; 67: 19–32. pmid: 24485350
23. 23. Шольц М. Н., Бобберт М. Ф., ван Суст А. Дж., Кларк Дж. Р., ван Хеерден Дж. Биомеханика бега: более короткие каблуки, лучшая экономия. Журнал экспериментальной биологии. 2008; 211: 3266–3271. pmid: 18840660
24. 24. Грегори В.К. Заметки о принципах передвижения четвероногих и о механизме конечностей у копытных животных. Летопись Нью-Йоркской академии наук.1912; 22: 267–294.
25. 25. Хеглунд NC, Тейлор CR. Скорость, частота шагов и затраты энергии на шаг: как они меняются с размером тела и походкой? Журнал экспериментальной биологии. 1988. 138: 301–318. pmid: 3193059
26. 26. Бивенер А.А. Аллометрия движения на четвероногих ногах: масштабирование коэффициента заполнения, кривизны кости и ориентации конечностей по размеру тела. Журнал экспериментальной биологии. 1983; 105: 147–171. pmid: 6619724
27. 27. Бивенер А.А. Биомеханические последствия масштабирования.Журнал экспериментальной биологии. 2005; 208: 1665–1676. pmid: 15855398
28. 28. Полк JD. Адаптивные и филогенетические влияния на скелетно-мышечный дизайн у приматов-церкопитеков. Журнал экспериментальной биологии. 2002; 205: 3399–3412. pmid: 12324549
29. 29. Пател Б.А., Хорнер А.М., Томпсон Н.Е., Барретт Л., Хензи С.П. Онтогенетическое масштабирование осанки передних и задних конечностей у диких павианов чакмы (Papio hamadryas ursinus). PLoS ONE. 2013; 8: e71020. pmid: 23923046
30. 30.День Л. М., Джейн, Британская Колумбия. Межвидовое масштабирование морфологии и положения конечностей во время передвижения кошек (Felidae). J Exp Biol. 2007. 210: 642–654. pmid: 17267650
31. 31. Рен Л., Батлер М., Миллер С., Пакстон Х., Шверда Д., Фишер М.С. и др. Движения сегментов конечностей и суставов во время передвижения африканских и азиатских слонов. Журнал экспериментальной биологии. 2008; 211: 2735–2751. pmid: 18723530
32. 32. Гора М., Сладек В., Сумар Л., Страникова К., Михалек Т.Влияние массы тела и длины нижних конечностей на угол сгибания колена при ходьбе у человека. Folia Zoologica. 2012. 61: 330–339.
33. 33. ДеВита П., Хортобадьи Т. Ожирение не связано с повышенным крутящим моментом и мощностью коленного сустава во время ровной ходьбы. Журнал биомеханики. 2003. 36: 1355–1362. pmid: 12893044
34. 34. Gushue DL, Houck J, Lerner AL. Влияние детского ожирения на трехмерную биомеханику коленного сустава во время ходьбы. Журнал детской ортопедии.2005. 25: 763–768. pmid: 16294133
35. 35. Gruss LT. Длина конечностей и локомоторная биомеханика в роде Homo: экспериментальное исследование. Американский журнал физической антропологии. 2007. 134: 106–116. pmid: 17568443
36. 36. Spyropoulos P, Pisciotta JC, Pavlou KN, Cairns MA, Simon SR. Биомеханический анализ походки у мужчин с ожирением. Архивы физической медицины и реабилитации. 1991; 72: 1065. pmid: 1741658
37. 37. Браунинг Р.К., Крам Р. Влияние ожирения на биомеханику ходьбы с разной скоростью.Медицина и наука в спорте и физических упражнениях. 2007; 39: 1632–1641.
38. 38. Лай ППК, Люнг АКЛ, Ли АНМ, Чжан М. Трехмерный анализ походки взрослых с ожирением. Клиническая биомеханика. 2008; 23, Приложение 1: S2 – S6.
39. 39. Hortobágyi T, Herring C, Pories WJ, Rider P, DeVita P. Сильная механическая пластичность, вызванная потерей веса, при походке с ожирением. J Appl Physiol. 2011; 111: 1391–1399. pmid: 21852410
40. 40. Керриган, округ Колумбия, Тодд М.К., Делла Кроче У.Гендерные различия в биомеханике суставов при ходьбе: нормативное исследование у молодых людей. Американский журнал физической медицины и реабилитации. 1998; 77: 2–7.
41. 41. Чо Ш, Парк Дж. М., Квон О.Ю. Гендерные различия в данных трехмерного анализа походки 98 здоровых взрослых корейцев. Клиническая биомеханика. 2004. 19: 145–152. pmid: 14967577
42. 42. Херд В.Дж., Хмелевски Т.Л., Акс М.Дж., Дэвис И., Снайдер-Маклер Л. Различия в кинематике нормальной и нарушенной ходьбы между спортсменами мужского и женского пола.Клиническая биомеханика. 2004. 19: 465–472. pmid: 15182981
43. 43. Kettelkamp DB, Johnson RJ, Smidt GL, Chao EY, Walker M. Электрогониометрическое исследование движения колена при нормальной походке. Журнал костной и суставной хирургии, американский том. 1970; 52: 775–790. pmid: 5479460
44. 44. Оберг Т., Каршня А., Оберг К. Параметры угла сустава при походке: справочные данные для нормальных субъектов в возрасте 10–79 лет. Журнал реабилитационных исследований и разработок. 1994; 31: 199–213.pmid: 7965878
45. 45. Бойер К.А., Бопре Г.С., Андриакки Т.П. Гендерные различия существуют в тазобедренных суставах здоровых пожилых ходоков. Журнал биомеханики. 2008. 41: 3360–3365. pmid: 1

    48

46. 46. Røislien J, Skare Ø, Gustavsen M, Broch NL, Rennie L, Opheim A. Одновременная оценка влияния пола, возраста и скорости ходьбы на кинематические данные о походке. Походка и поза. 2009. 30: 441–445.
47. 47. Стэнсфилд Б.В., Хиллман С.Дж., Хазлвуд М.Э., Лоусон А.А., Манн А.М., Лаудон И.Р. и др.Кинематика, моменты и возможности сагиттального сустава у нормальных детей преимущественно характеризуются скоростью прогрессирования, а не возрастом. Журнал детской ортопедии. 2001; 21: 403–411. pmid: 11371829
48. 48. ван дер Линден М.Л., Керр А.М., Хазлвуд М.Э., Хиллман С.Дж., Робб Дж. Кинематические и кинетические характеристики походки нормальных детей, идущих с различными клинически значимыми скоростями. Журнал детской ортопедии. 2002; 22: 800. pmid: 12409911
49. 49. Лелас Дж. Л., Мерриман Дж. Дж., Райли П. О., Керриган, округ Колумбия.Прогнозирование пиковых кинематических и кинетических параметров по скорости походки. Походка и поза. 2003. 17: 106–112.
50. 50. Хэнлон М., Андерсон Р. Методы прогнозирования для учета влияния скорости походки на угловую кинематику нижних конечностей. Походка и поза. 2006. 24: 280–287.
51. 51. van Hedel HJA, Tomatis L, Müller R. Модуляция активности мышц ног и кинематики походки за счет скорости ходьбы и разгрузки веса тела. Походка и поза. 2006; 24: 35–45.
52. 52.Stoquart G, Detrembleur C, Lejeune T. Влияние скорости на кинематические, кинетические, электромиографические и энергетические эталоны во время ходьбы по беговой дорожке. Neurophysiologie Clinique / Клиническая нейрофизиология. 2008. 38: 105–116. pmid: 18423331
53. 53. Чанг М-Дж, Ван М-Дж. Изменение параметров походки при ходьбе при разном процентном соотношении предпочтительной скорости ходьбы у здоровых взрослых в возрасте 20–60 лет. Походка и поза. 2010. 31: 131–135.
54. 54. Редл С, Гфелер М, Панди МГ.Чувствительность оценок мышечной силы к изменениям свойств мышцы-сухожилия. Наука человеческого движения. 2007. 26: 306–319. pmid: 17343945
55. 55. Зимний DA. Биомеханика и моторный контроль движений человека. Нью-Джерси: John Wiley & Sons; 2009.
56. 56. Йошиока С., Нагано А., Хэй Д.К., Фукасиро С. Биомеханический анализ связи между временем движения и развитием суставного момента во время выполнения задачи сидя-стоя. Биомедицинская инженерия в сети. 2009; 8: 27.pmid: 19849859
57. 57. де Давид А.С., Карпес Ф.П., Стефанишин Д. Влияние изменения скорости на нагрузку на коленные и голеностопные суставы во время ходьбы и бега. J Sports Sci. 2015; 33: 391–397. pmid: 25105739
58. 58. Уиттлси С., Робертсон Г. Двумерная обратная динамика. Методы исследования в биомеханике. 2-е изд. Шампанское: Human Kinetics; 2013.
59. 59. Александр Р. Модель двуногого передвижения на податливых ногах. Философские труды: биологические науки.1992; 338: 189–198.
60. 60. МакГир Т. Пассивная динамическая ходьба. Международный журнал исследований робототехники. 1990; 9: 62–82.
61. 61. Панди MG, Zajac FE. Оптимальные стратегии мышечной координации для прыжков. Журнал биомеханики. 1991; 24: 1–10. pmid: 2026629
62. 62. Андерсон ФК, Панди МГ. Индивидуальный вклад мышц в поддержку при нормальной ходьбе. Походка и поза. 2003. 17: 159–169. pmid: 12633777
63. 63. Бреслер Б., Франкель Дж. П.Силы и моменты в ноге при ходьбе по ровной поверхности. Труды Американского общества инженеров-механиков. 1950; 72: 27–36.
64. 64. Gruben KG, Boehm WL. Схема направления силы стабилизирует механику ходьбы человека в сагиттальной плоскости. Наука человеческого движения. 2012; 31: 649–659. pmid: 21871681
65. 65. Bräuer G. Остеометрия. В: Knussmann R, редактор. Антропология: Handbuch der vergleichenden Biologie des Menschen. Штутгарт: Fischer Verlag; 1988. С.160–232.
66. 66. Джордан К., Чаллис Дж. Х., Ньюэлл К. М.. Скорость ходьбы влияет на вариабельность цикла походки. Походка и поза. 2007. 26: 128–134.
67. 67. Эббелинг CJ, Хэмилл J, Crussemeyer JA. Механика нижних конечностей и энергозатраты при ходьбе в обуви на высоком каблуке. Журнал ортопедии и спортивной физиотерапии. 1994; 19: 190–196.
68. 68. Хенниг EM, Милани TL. Распределение давления в обуви при беге в различных типах обуви.Журнал прикладной биомеханики. 1995; 11: 299–310.
69. 69. Стефанишин DJ, Нигг Б.М., Фишер В., О’Флинн Б., Вэнь Лю. Влияние обуви на высоком каблуке на кинематику, кинетику и ЭМГ мышц нормальной женской походки. Журнал прикладной биомеханики. 2000; 16: 309.
70. 70. Тринкаус Э., Шан Х. Анатомические свидетельства древности человеческой обуви: Тяньюань и Сунгирь. Журнал археологической науки. 2008; 35: 1928–1933.
71. 71. Каппоццо А., Катани Ф., Делла Кроче У., Лирдини А.Положение и ориентация в пространстве костей при движении: определение и определение анатомической структуры. Клиническая биомеханика. 1995; 10: 171–178. pmid: 11415549
72. 72. Grood ES, Suntay WJ. Совместная система координат для клинического описания трехмерных движений: приложение к колену. Транзакции ASME, Журнал биомеханической инженерии. 1983; 105: 136–143.
73. 73. Wu G, Siegler S, Allard P, Kirtley C, Leardini A, Rosenbaum D, et al.Рекомендация ISB по определениям совместной системы координат различных суставов для сообщения о движении суставов человека — часть I: голеностопный сустав, бедро и позвоночник. Журнал биомеханики. 2002. 35: 543–548. pmid: 11934426
74. 74. Шварц М.Х., Розумальский А. Новый метод оценки совместных параметров по данным движения. Журнал биомеханики. 2005. 38: 107–116. pmid: 15519345
75. 75. Бегон М., Монне Т., Лакутюр П. Эффекты движения для оценки центра тазобедренного сустава.Походка и поза. 2007. 25: 353–359.
76. 76. Зени Дж. А. Младший, Ричардс Дж. Г., Хиггинсон Дж. С.. Два простых метода определения показателей походки во время беговой дорожки и ходьбы по земле с использованием кинематических данных. Походка и поза. 2008. 27: 710–714.
77. 77. Петерс М. Стопы: асимметрии в предпочтениях и навыках стопы и нейропсихологическая оценка движения стопы. Психологический бюллетень. 1988. 103: 179–192. pmid: 3283813
78. 78. Садеги Х, Аллард П., Принц Ф, Лабель Х.Симметрия и доминирование конечностей в здоровой походке: обзор. Походка и поза. 2000; 12: 34–45.
79. 79. Маус Х.М., Липферт С., Гросс М., Раммель Дж., Сейфарт А. Прямая человеческая походка не представляла собой серьезного механического испытания для наших предков. Nature Communications. 2010; 1:70. Http://dx.doi.org/10.1038/ncomms1073 pmid: 20842191
80. 80. Холлидей TW. Плечевые и голеностопные индексы людей европейского позднего верхнего палеолита и мезолита. Журнал эволюции человека.1999; 36: 549–566. pmid: 10222169
81. 81. Bisseling RW, Hof AL. Обработка ударных сил в обратной динамике. Журнал биомеханики. 2006; 39: 2438–2444. pmid: 16209869
82. 82. Кристианслунд Э, Кроссхауг Т., Богерт ван ден А.Дж. Влияние фильтрации нижних частот на суставные моменты от обратной динамики: последствия для предотвращения травм. Журнал биомеханики. 2012; 45: 666–671. pmid: 22227316
83. 83. Сладек В., Бернер М., Галета П., Фридл Л., Кудрнова Ш.Техническое примечание: Влияние расположения середины диафиза на диапазоны ошибок параметров поперечного сечения бедренной и большеберцовой кости. Американский журнал физической антропологии. 2010. 141: 325–332. pmid: 19919000
84. 84. Феррари А, Бенедетти М.Г., Паван Е, Фриго С., Беттинелли Д., Рабаффетти М. и др. Количественное сравнение пяти текущих протоколов анализа походки. Походка и поза. 2008. 28: 207–216.
85. 85. Даффелл Л.Д., Хоуп Н., МакГрегор А.Х. Сравнение кинематических и кинетических параметров, рассчитанных с использованием кластерной модели и походки плагина Vicon.Труды ИМечИ. 2014; 228: 206–210.
86. 86. Ньютон Р. Г., Спуррелл Д. Д.. Разработка множественной регрессии для анализа стандартных данных. Журнал Королевского статистического общества, серия C (Прикладная статистика). 1967; 16: 51–64.
87. 87. Настроение AM. Макроанализ американской образовательной системы. Исследование операций. 1969; 17: 770–784.
88. 88. Рэй-Мукерджи Дж., Нимон К., Мукерджи С., Моррис Д. В., Слотов Р., Хамер М. Использование анализа общности в множественных регрессиях: инструмент для разложения эффектов регрессии в условиях мультиколлинеарности.Методы Ecol Evol. 2014; 5: 320–328.
89. 89. Блащик Ю.В., Плева М., Цеслинска-Свидер Дж., Бачик Б., Загорска-Маркевич Б., Маркевич А. Влияние избыточной массы тела на ходьбу с предпочтительной скоростью. Acta Neurobiol Exp (Войны). 2011; 71: 528–540.
90. 90. Harding GT, Hubley-Kozey CL, Dunbar MJ, Stanish WD, Astephen Wilson JL. Индекс массы тела по-разному влияет на механику коленного сустава во время ходьбы при умеренном остеоартрите коленного сустава и без него. Остеоартроз и хрящ.2012; 20: 1234–1242. pmid: 22
    0
91. 91. Перри Дж., Бернфилд Дж. М.. Анализ походки: нормальная и патологическая функция. 2-е изд. Thorofare: SLACK включен; 2010.
92. 92. Панди MG. Компьютерное моделирование и симуляция движений человека. Ежегодный обзор биомедицинской инженерии. 2001; 3: 245–273. pmid: 11447064
93. 93. Zajac FE, Neptune RR, Kautz SA. Биомеханика и координация мышц при ходьбе человека. Часть I: введение в концепции, передачу мощности, динамику и моделирование.Походка и поза. 2002; 16: 215–232.
94. 94. Erdemir A, McLean S, Herzog W., van den Bogert AJ. Оценка мышечных сил во время движений на основе моделей. Клиническая биомеханика. 2007. 22: 131–154. pmid: 17070969
95. 95. Продавцы WI, Pataky TC, Caravaggi P, Crompton RH. Эволюционные робототехнические подходы к анализу походки приматов. Int J Primatol. 2010. 31: 321–338.
96. 96. Фостер А.Д., Райхлен Д.А., Понцер Х. Производство мышечной силы при ходьбе с согнутыми коленями и согнутыми бедрами у людей.Журнал эволюции человека. 2013; 65: 294–302. pmid: 23928351
97. 97. Warrener AG, Lewton KL, Pontzer H, Lieberman DE. Более широкий таз не увеличивает стоимость опорно-двигательного аппарата у людей, что имеет значение для развития родов. PLOS ONE. 2015; 10: e0118903. pmid: 25760381
98. 98. Скотт С.Х., Винтер Д.А. Внутренние силы участков хронических беговых травм. Медико-спортивные упражнения. 1990; 22: 357–369. pmid: 2381304
99. 99. Эдвардс В.Б., Джиллет Дж. С., Томас Дж. М., Деррик Т. Р..Внутренние силы и моменты бедра во время бега: влияние на развитие стрессовых переломов. Клиническая биомеханика. 2008; 23: 1269–1278. pmid: 18757121
100. 100. Деррик Т.Р., Эдвардс В.Б., Феллин Р.Э., Сэй Дж. Ф. Подход интегративного моделирования для эффективной оценки поперечных напряжений большеберцовой кости во время передвижения. Журнал биомеханики. 2016; 49: 429–435. pmid: 26803338
101. 101. Эдвардс В.Б., Миллер Р.Х., Деррик Т.Р. Деформация бедра во время ходьбы, рассчитанная с помощью мышечных сил на основе статической и динамической оптимизации.Журнал биомеханики. 2016; 49: 1206–1213. pmid: 26994784

Что это такое, Диагностика, лечение и профилактика

Обзор

Что такое паралич?

Паралич возникает, когда вы не можете произвольно двигать мышцами. Проблемы с нервной системой вызывают паралич.

Неповрежденные нервы посылают сигналы мышцам. Эти сигналы заставляют мышцы двигаться. Когда вы парализованы или парализованы, вы не можете двигать определенными частями своего тела.

Насколько распространен паралич?

Примерно 1 из 50 американцев, или 5,4 миллиона человек, страдает параличом в той или иной форме.

Каковы степени тяжести паралича?

Некоторые люди испытывают временный паралич и со временем восстанавливают частичную или полную подвижность. Например, паралич Белла временно парализует лицевые мышцы. Паралич — это паралич, сопровождающийся тремором.

Постоянный паралич означает, что вы никогда не восстановите контроль над мышцами. Состояние необратимо.

Паралич может поразить любую часть тела. Это может быть:

• Частичный (парез): Вы можете контролировать некоторые мышцы, но не все.
• Завершено: Вы не контролируете никакие мускулы.

Паралич также можно разделить на два типа в зависимости от места повреждения нервной системы:

• Вялость: Ваши мышцы дряблют и сокращаются.
• Спастический: Мышцы напрягаются, вызывая неконтролируемые подергивания и спазмы (спастичность).

Каковы модели мышечного паралича?

Локальный паралич поражает небольшой участок тела. Чаще всего поражается лицо, руки, ноги или голосовые связки.

Общий паралич поражает большую площадь. Медицинские работники классифицируют генерализованный паралич в зависимости от степени паралича:

• Диплегия: Паралич возникает в одной и той же области с обеих сторон тела. Например, паралич поражает обе руки, обе ноги или обе стороны лица.
• Гемиплегия: Паралич поражает одну сторону тела (рука и нога с одной стороны).
• Моноплегия: Вы не можете двигать одной конечностью (рукой или ногой).
• Параплегия: Паралич поражает обе ноги, а иногда и туловище.
• Квадриплегия (тетраплегия): Паралич поражает все конечности. У людей с квадриплегией движения от шеи вниз могут быть незначительными или отсутствовать.

Симптомы и причины

Что вызывает паралич?

Проблема с нервной системой вызывает паралич.Нервная система — это командная и коммуникационная система вашего тела. Он посылает сигналы от мозга по всему телу, говоря ему, что делать. Если что-то повреждает нервную систему, сообщения не доходят до мышц.

Некоторые люди рождаются с врожденными дефектами, такими как расщелина позвоночника, которые вызывают паралич. Чаще травма или заболевание нарушают функцию мышц и нервов.

Инсульт и травмы спинного мозга — главные причины паралича. Другие причины включают:

Каковы симптомы паралича?

Если у вас паралич, вы частично или полностью не можете двигать пораженными частями тела.Паралич может сопровождаться потерей чувствительности в зависимости от места травмы. Инсульт и травмы спинного мозга вызывают внезапный паралич.

Некоторые заболевания могут вызвать постепенный паралич. Вы можете испытать:

• Постоянная потеря чувствительности и мышечного контроля.
• Мышечные судороги.
• Покалывание или онемение в конечностях.

Диагностика и тесты

Как диагностируется паралич?

Ваш лечащий врач осмотрит вас и спросит о любых травмах.О постепенном параличе вы расскажете, когда вы начали замечать проблему. Чтобы узнать больше, ваш лечащий врач может заказать один или несколько из следующих тестов:

• Рентген показывает сломанные кости, которые могут вызвать повреждение нерва.
• Визуализирующие тесты, , такие как компьютерная томография или МРТ, проверяют наличие признаков инсульта, травмы головного или спинного мозга. Визуализация всего тела показывает кости, мышцы и ткани.
• Миелограмма проверяет наличие повреждений спинного мозга и нервов.
• Электромиограмма (ЭМГ) проверяет электрическую активность нервов и мышц.
• Спинальная пункция (люмбальная пункция) проверяет спинномозговую жидкость на наличие инфекций, воспалений и заболеваний, таких как рассеянный склероз (РС).

Ведение и лечение

Каковы осложнения паралича?

Паралич может влиять на другие функции организма, например, на дыхание и частоту сердечных сокращений. Состояние также может затрагивать другие системы организма в пораженной области.В зависимости от типа паралича вы можете подвергаться риску:

Как лечить или лечить паралич?

Нет лекарства от постоянного паралича. Спинной мозг не может лечить сам себя. Временный паралич, такой как паралич Белла, часто проходит без лечения.

Физическая, профессиональная и логопедическая терапия может помочь справиться с параличом и предоставить упражнения, адаптивные и вспомогательные устройства для улучшения функций. Эти реабилитационные услуги могут помочь людям со всеми типами паралича жить самостоятельно и наслаждаться лучшим качеством жизни.

Прочие виды лечения зависят от причины паралича и его влияния на вас. Ваш лечащий врач может порекомендовать реабилитацию вместе с:

• Адаптивное оборудование , позволяющее кормить себя или водить машину.
• Вспомогательное оборудование, , такое как инвалидные коляски, самокаты, костыли и трости.
• Ортопедические / протезные устройства , такие как подтяжки.
• Голосовая активация для компьютеров, систем освещения и телефонов.

Профилактика

Как предотвратить паралич?

Травмы позвоночника — основная причина паралича. Вы можете снизить вероятность травмы позвоночника, выполнив следующие действия:

• Всегда пристегивайте ремень безопасности. Убедитесь, что дети правильно используют автокресла или детские сиденья.
• Проверьте глубину воды перед погружением.
• Не садитесь за руль в нетрезвом виде или с водителем с ограниченными физическими возможностями.
• Соблюдайте меры предосторожности при занятиях спортом или другими видами деятельности.Например, при занятиях спортом надевайте шлем. Найдите помощника по гимнастике и при необходимости используйте амортизирующие коврики.
• Никогда не перемещайте людей, у которых может быть травма головы, шеи или позвоночника. Звоните 911.

Перспективы / Прогноз

Каков прогноз (перспективы) для людей с параличом?

Научиться жить с параличом сложно. Это может привести к драматическим изменениям в вашей жизни, деятельности и самооценке. Эти изменения могут привести к проблемам с психическим здоровьем и депрессии.Поговорите со своим врачом о получении физической и эмоциональной поддержки.

Со временем и с реабилитацией многие парализованные люди учатся адаптироваться. Многие люди с параличом ведут самостоятельную активную жизнь. Люди с квадриплегией нуждаются в помощи на всю жизнь, но их разум может оставаться активным.

Жить с

Когда мне позвонить врачу?

Вам следует позвонить в службу 911, если у вас есть признаки инсульта или если у кого-то есть возможная травма головы, шеи или позвоночника.В противном случае позвоните своему врачу, если у вас возникнут проблемы:

• Затрудненное дыхание, глотание или речь.
• Онемение или покалывание в конечностях.
• Мышечная слабость, которая может сохраняться или приходить и уходить.
• Внезапная невозможность двигать мышцами.

Какие вопросы я должен задать своему врачу?

Вы можете спросить своего поставщика медицинских услуг:

• Паралич временный или постоянный?
• Верну ли я движение? Если да, то сколько времени это займет?
• Какое лечение для меня лучше всего?
• Какие мобильные или вспомогательные устройства могут помочь?
• Стоит ли обращать внимание на признаки осложнений?

Записка из клиники Кливленда

Паралич — состояние, изменяющее жизнь.Даже временный паралич может повлиять на вашу способность заниматься любимым делом. Если паралич возникает внезапно, может быть сложно приспособиться к серьезным изменениям в вашем образе жизни. Ваш лечащий врач может направить вас при выборе из множества доступных услуг по реабилитации и психическому здоровью. Многие люди с параличом ведут активную жизнь с мобильными устройствами и поддержкой близких.

Гид | Руководство по физиотерапии при ампутации выше колена (трансфеморальной ампутации)

Перед трансфеморальной операцией , ваш физиотерапевт может:

• Назначьте упражнения для предоперационной подготовки, чтобы улучшить силу и гибкость верхних и нижних конечностей
• Научите ходить с ходунками или костылями
• Расскажет, чего ожидать после процедуры

Сразу после операции

Ожидается, что вы проведете в больнице примерно от 5 до 14 дней после операции.Ваша рана будет перевязана, и у вас также может быть дренаж на месте операции. С болью можно справиться с помощью лекарств.

Физиотерапия начнется вскоре после операции, когда ваше состояние стабилизируется и врач разрешит вам пройти реабилитацию. Физиотерапевт изучит ваш медицинский и хирургический анамнез и посетит вас у постели больного. Ваши первые 2-3 дня лечения могут включать:

• Упражнения на легкую растяжку и диапазон движений
• Учимся кататься в постели, сидеть на краю кровати и безопасно переходить к стулу
• Изучение того, как расположить хирургическую конечность для предотвращения контрактур (неспособность полностью выпрямить коленный сустав, вызванная чрезмерным сгибанием конечности)

Когда ваше состояние здоровья стабильно, физиотерапевт поможет вам научиться передвигаться в инвалидном кресле, а также стоять и ходить с помощью вспомогательного устройства, например ходунка.

Профилактика контрактов

Контрактура — это развитие стянутости мягких тканей, ограничивающей подвижность суставов. Состояние возникает, когда мышцы и мягкие ткани становятся жесткими из-за отсутствия движения. Например, если человек с трансфеморальной ампутацией находится в одном и том же положении в течение длительного времени, мышцы бедра могут адаптироваться к новому положению и стать жесткими. Лежание в постели с подушкой между ногами может вызвать контрактуру, когда нога будет поставлена ​​слишком далеко в сторону, если это положение будет повторяться в течение продолжительных периодов времени.

Контракты могут стать постоянными, если их не устранить после операции, во время выздоровления и после завершения реабилитации. Контрактуры могут затруднить ношение протеза и затруднить ходьбу, увеличивая потребность во вспомогательных приспособлениях, таких как ходунки.

Ваш физиотерапевт поможет вам сохранить нормальную осанку и диапазон движений бедра. Ваш физиотерапевт покажет вам, как правильно расположить конечность, чтобы избежать развития контрактуры, и научит выполнять упражнения на растяжку и позиционирование, чтобы поддерживать нормальный диапазон движений.

Сжатие для устранения набухания

Послеоперационный отек — это нормально. Ваш физиотерапевт поможет вам сохранить компрессию на остаточной конечности, чтобы защитить ее, уменьшить и контролировать отек, а также помочь заживлению. Сжатие может быть выполнено:

• Обвязка конечности эластичными бинтами.
• Носить эластичный термоусадочный носок.

Эти методы также помогают сформировать конечность, чтобы подготовить ее к установке протеза.

В некоторых случаях вместо эластичных повязок можно использовать жесткую повязку или гипсовую повязку. Может применяться немедленный послеоперационный протез из гипса или пластика. Выбранный метод зависит от уникального состояния каждого человека. Ваш физиотерапевт поможет контролировать соответствие этих устройств и проинструктирует вас, как ими пользоваться.

Обезболивание

Ваш физиотерапевт поможет уменьшить боль различными способами, в том числе:

• Использование электрической стимуляции и TENS (чрескожная электрическая стимуляция нервов) для уменьшения боли.Мягкая электрическая стимуляция кожи помогает облегчить боль, блокируя нервные сигналы от нижележащих болевых рецепторов.
• Выполнение мануальной терапии, включая массаж и манипуляции с суставами для улучшения кровообращения и движения суставов.
• Обеспечение ухода за остаточными повреждениями конечностей, включая уход за кожей и правильное использование носка культи.
• Десенсибилизация, помогающая изменить чувствительность области к давлению или прикосновению одежды. Десенсибилизация заключается в поглаживании кожи различными прикосновениями, чтобы уменьшить или устранить реакцию чувствительности на раздражитель.

См. «Руководство по физиотерапии фантомной боли в конечностях» для получения дополнительной информации о боли при ампутации.

Функциональное восстановление

Ваш физиотерапевт вместе с протезистом подберет протез, наиболее подходящий для вашей жизненной ситуации и целей деятельности. Протез выше колена включает в себя гнездо, коленный сустав, голеностопный сустав и компоненты стопы. Сначала вы получите временный протез, в то время как ваша остаточная конечность продолжит заживать и уменьшаться / принимать форму в течение нескольких месяцев заживления.В течение этого времени протез будет модифицирован по мере необходимости.

Возрастающая независимая функция. После того, как вы перейдете от неотложной помощи к реабилитации, вы научитесь действовать более независимо. Ваш физиотерапевт поможет вам научиться передвигаться в инвалидном кресле и ходить с помощью вспомогательного устройства, например костылей или ходунков. Ваш физиотерапевт также научит вас навыкам, необходимым для успешного использования вашего нового протеза. Вы узнаете, как ухаживать за остаточной конечностью, проверяя кожу и соблюдая правила гигиены, и продолжить профилактику контрактуры с помощью упражнений и положения.

Обучение использованию и уходу за протезами. Ваш физиотерапевт научит вас надевать и снимать новый протез, а также как правильно подобрать протез в зависимости от типа гнезда, которое вы получите. Ваш физиотерапевт поможет вам постепенно выработать толерантность к продолжительному ношению протеза, одновременно защищая целостность кожи остаточной конечности. Вы будете продолжать передвигаться в кресле-коляске даже после того, как приобретете постоянный протез, в то время, когда вы не носите конечность.

Обучение протезированию — это процесс, который может длиться до одного года. Вы начнете, когда врач разрешит вам нагрузку на протез. Ваш физиотерапевт поможет вам научиться стоять, балансировать и ходить с протезом. Скорее всего, вы начнете ходить с параллельными брусьями, затем перейдете к ходункам, а позже, когда вы станете сильнее, вы сможете перейти к использованию трости перед самостоятельной ходьбой без посторонней помощи. Вам также необходимо будет продолжать упражнения на укрепление и растяжку, чтобы полностью реализовать свой потенциал и вернуться ко многим занятиям, которые вы выполняли до ампутации.

10 вещей, которые вам нужно знать, получившие ампутацию и люди с различающимися конечностями для бега или ногу на высоких каблуках.

Как относительно молодой человек с ампутированной конечностью, у Чилакос пока нет огромной коллекции протезов, но у нее есть нога, на которой можно бегать и танцевать, и она с нетерпением ждет новых возможностей.«Может быть, через год вместо того, чтобы побаловать себя приятным отпуском, я просто побалую себя милой ножкой», — говорит она.

8. Но не все люди с различиями в конечностях предпочитают использовать протезы.

Протезы конечностей — неотъемлемая часть жизни многих людей с ампутированными конечностями, особенно тех, кому удалили ступни и части ног. Но в зависимости от личной ситуации не все люди с разницей в конечностях находят их полезными.

Осборн пользовалась протезами конечностей до 19 лет.Ей нравилось быть одного роста со своими сверстниками, но также казалось, что она пытается быть кем-то другим. «Я всегда чувствовала себя наиболее комфортно без рук и ног», — говорит она. «Я научился делать все своими маленькими ручками и ножками, как младенец … а потом внезапно вы убираете эти части тела и покрываете их этими пластиковыми вещами, а затем мне пришлось заново учиться, как это делать. снова все. »

Но Осборн подчеркивает, что «это полностью личное дело», добавляя: «Я никогда не хочу убеждать кого-то не носить протезы или носить протезы.”

9. Люди с ампутированными конечностями хотят видеть свою динамичную жизнь в фильмах и на телевидении.

Истории с персонажами-инвалидами часто сосредотачиваются на человеке, побеждающем невзгоды, и ставят его потерю конечности или разницу в центр истории. «Я бы с удовольствием посмотрел фильм об инвалиде-инвалиде, который просто засранец», — говорит Голдберг. «Я чувствую, что все, чем мы занимаемся или в чем принимаем участие, — это вдохновляющее порно».

Чилакос хочет видеть на экране более достоверные изображения таких людей, как она.Такие фильмы, как «Небоскреб« »,« », где Дуэйн« Скала »Джонсон играет ветерана с протезом ноги, ей не нравятся, потому что роль не принадлежит инвалиду. «Мы не просто костюм».

10. Вы можете внести свой вклад в то, чтобы сделать пространство доступным для всех.

Чтобы быть хорошим союзником, предлагает Чилакос, начните с прислушивания и усиления голоса людей с ограниченными возможностями. Обратите внимание на то, как люди, пользующиеся инвалидными колясками или имеющие другие потребности в мобильности, могут или не могут попасть в места, в которых вы находитесь.

Чилакос купила билет на концерт, думая, что войдет в зал на протезе ступни. Но из-за травмы она ехала в инвалидном кресле, когда приближалось свидание. Она беспокоилась, что это место будет недоступно, и ей придется пропустить шоу, но она была рада, обнаружив, что это не так. После этого она написала обзор заведения в Интернете. «Я думаю, что важно отдать им должное и указать [на то, что] это то место, где находится мой бизнес», — говорит она.

Осборн, использующий самокат, говорит, что важно спрашивать людей с физическими проблемами, что им на самом деле нужно. «Я не могу сказать вам, как часто вещи кажутся доступными для внешнего глаза, и я не могу попасть внутрь», — объясняет она. «Есть автоматическая дверь или есть пандус, но я все равно не могу войти, потому что он неправильно вставлен. Никто не подумал о том, кто его использует. Кнопка рядом с дверью. Кто на земле может этого достичь, если они в инвалидном кресле? И если они могут, они нажимают кнопку, дверь открывается, ударяет по инвалидной коляске и снова закрывается.

Вы также должны наблюдать за своим окружением и обращать внимание на то, что там, кто там, а кто там , а не . «Если вы идете и не видите людей в инвалидных колясках, это не потому, что они не хотят там находиться», — говорит Чилакос. «Их там нет, потому что они не могут быть там — потому что это место не было доступно для них».

Связано:

Измерение и анализ параметров движения нижних конечностей человека во время ходьбы

[1] Информация о: https: / www.Смартспорт. орг.

[2] Р. Э. Маягоитяа, А.В. Ненеб, П.Х. Велтинк, Измерение кинематики с помощью акселерометра и гироскопа: недорогая альтернатива оптическим системам анализа движения, Journal of Biomechanics 35 (2002) 537–54.

DOI: 10.1016 / s0021-9290 (01) 00231-7

[3] Дж.Рютерборса, Э. Спаич, Б. Ларсен, О.К. Андерсен, Методы обнаружения и анализа событий походки в амбулаторных системах, Медицинская инженерия и физика 32 (2010) 545–552.

DOI: 10.1016 / j.medengphy.2010.03.007

[4] ГРАММ.Арясов, А. Кузнецов, В. Мусалимов, С. Жигайлов, Математическое моделирование нижних конечностей с захватом инерционного движения при нормальной ходьбе, в: 4-я Международная конференция по целостности, надежности и отказам, 2013, Фуншал, в печати.

[5] Б.Янсен, М. Тан, И. Баутманс, Б. Ван Кеймолен, Т. Мец, Р. Деклерк, Многовариантная оценка риска падения с помощью акселерометра с помощью анализа походки с помощью FD-Neat, информация на: https: / www. etro. vub. ac. быть / PUB_Files / IRIS / bjansen / BiosignalsJansen2011. pdf.

[6] Ф.Бугане, М.Г. Бенедетти, Г. Касадио, С. Аттала, Ф. Бьяджи, М. Манка, А. Лирдини, Оценка пространственно-временных параметров походки при горизонтальной ходьбе на основе одного акселерометра: проверка на нормальных предметах с помощью стандартного анализа походки, Компьютерные методы и программы в биомедицине (2012).

DOI: 10.1016 / j.cmpb.2012.02.003

[7] А.Сант’Анна, Н. Викстрем. Лингвистический подход к анализу данных акселерометра для анализа походки, в: Материалы 7-й Международной конференции IASTED по биомедицинской инженерии (2010).

[8] ЧАС.Дейнабади, Б. М. Джоллес, К. Аминиан, Новый подход к точному измерению углов одноосных суставов, основанный на комбинации акселерометров и гироскопов, Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии (2005).

DOI: 10.1109 / tbme.2005.851475

[9] М.Boutaayamou, C. Schwartz, J. Stamatakis, V. Denoël, D. Maquet, B. Forthomme, JL Croisier, B. Macq, JG Verly, G. Garraux, O. Brüls, Подтвержденное извлечение событий походки из записей трехмерного акселерометра, в: Международная конференция IEEE по 3D-изображениям, (2012).

DOI: 10.1109 / ic3d.2012.6615147

[10] Дж.Алонсо, Ф. Ромеро, Р. Рамиес-Вила, У. Лугрис, Дж. М. Фонт-Лиагунес, Простой подход к оценке мышечных сил и срабатывания ортезов при ходьбе с усилителем при ходьбе с травмой спинного мозга, Multibody System Dynamics 28 (2012).

DOI: 10.1007 / s11044-011-9284-5

типов ДЦП — Центр лечения церебрального паралича при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе | OIC

Детский церебральный паралич можно классифицировать по пораженным конечностям или типу двигательного расстройства.Обычно они используются вместе, например «Спастическая квадриплегия» для человека, у которого поражены все четыре конечности и основным двигательным расстройством является спастичность.

Классификация по поражению конечностей:

Двусторонний церебральный паралич или поражены обе стороны тела. Иногда его делят на:

Квадриплегия — поражены все четыре конечности, от четырехугольника — четыре, а плегия — паралич или нарушение способности двигаться.

Diplegia — поражены две конечности, от di означает две.Хотя диплегия обычно относится к человеку, чьи ноги поражены больше всего, руки также могут быть затронуты, но в меньшей степени.

Hemiplegia — от hemi, что означает половина. Это также можно назвать односторонним церебральным параличом. Часто рука поражается сильнее, чем нога.

Triplegia — поражены три конечности, от tri означает три. Обычно поражаются обе ноги и одна рука. Некоторые врачи называют этот тип клинической картины диплегией с наложением гемиплегии.

Моноплегия — поражена одна конечность, от mono означает одну. Это наименее распространенный вид церебрального паралича.

Полное поражение тела — этот термин используется для описания человека, у которого помимо поражения четырех конечностей есть нарушения речи, зрения или когнитивных функций.

Классификация по двигательному расстройству:

Люди с церебральным параличом могут иметь более одного двигательного расстройства. Обычно тип церебрального паралича описывается наиболее распространенным двигательным расстройством.Наиболее частым двигательным расстройством при церебральном параличе является спастичность. Описание спастичности, а также других двигательных расстройств, включая атетоз, дистонию и гипотонию, можно найти, нажав здесь.

Классификация по двигательной функции:

Один из способов классифицировать церебральный паралич — по их способности к самостоятельной подвижности. Эта система, называемая Системой классификации общей двигательной функции, или GMFCS, описывает пять уровней мобильности по мере роста ребенка. К вопросу «Что такое CP / типы» в последнем абзаце, касающемся классификации, я бы добавил последнее предложение.Ознакомьтесь с дополнительной информацией о GMFCS, о том, как она используется при планировании лечения и что она может значить для пациентов и их семей: GMFCS — Система классификации общей двигательной функции E&R>

Несоответствие длины конечности (LLD): причины, диагностика и лечение

Что такое несоответствие длины конечности (LLD)?

Несоответствие длины конечностей (LLD) — это когда одна рука или нога длиннее другой руки или ноги. Разница в длине ног с большей вероятностью будет заметна и повлияет на повседневную жизнь.Существует много разных причин несоответствия длины ног, но есть две основные причины: 1) ваш ребенок родился с заболеванием, из-за которого одна нога росла медленнее, чем другая, или 2) что-то произошло в течение жизни вашего ребенка, что повлияло на длина кости (например, перелом) или повреждение центра роста кости (травма, инфекция и т. д.). Часто, когда дети растут и начинают стоять или ходить, их родители замечают разницу. Ваш врач сможет помочь вам определить причину несоответствия длины ваших ног.

Расхождения в длине ног очень распространены. На самом деле у многих из нас небольшая разница в длине ног. Однако большинство людей не замечают разницы и не нуждаются в лечении. Если разница составляет более 1,5–2,0 см (5/8 дюйма), большинство врачей рекомендуют оценить расхождение. Чтобы оценить несоответствие длины конечностей, вашему ребенку предстоит тщательный медицинский осмотр. Часто команда получает рентгеновские снимки стоя, чтобы получить более точное измерение расхождения конечностей.

Если разница в длине конечностей вашего ребенка достаточно велика и влияет на его повседневную жизнь, ему может потребоваться лечение. Существуют как безоперационные, так и хирургические варианты лечения. Один из нехирургических вариантов — это подъемник для обуви. Простой подъемник для обуви может быть добавлен к нижней части обуви или вставлен в обувь, и это может помочь исправить некоторые различия в длине ног.