BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA KLOUBŮ

Transkript

1 BIOMECHANIKA BIOMECHANIKA KLOUBŮ

2 TYPY KLOUBNÍCH SPOJENÍ SYNARTRÓZA VAZIVO (syndesmóza) sutury ligamenta KOST (synostóza) křížové obratle CHRUPAVKA (synchondróza) symfýza SYNOVIÁLNÍ (diartróza) 1-5 mm hyalinní chrupavka 80 %

3

4 TYPY KLOUBNÍCH SPOJENÍ Drobný posun sousedních kostí, bez kloubní chrupavky Prakticky nepohyblivé, velmi pružné spoje

5 STRUKTURA KLOUBU Vertikální Sagitální Frontální (koronální) Anatomická x fyziologická 3 posunutí + 3 rotace 6 DOF

6 Podle počtu prvků TYPY KLOUBŮ jednoduché 2 kosti složené více než 2 kosti, 2 kosti + disky nebo menisky Podle rozsahu pohybu tuhé více pohyblivé ostatní Podle tvaru styčných ploch

7 TYPY TYPY DIARTTROTICKÝCH DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ KLOBŮ POČET OS: Nepravidelný Kladkový Sedlový Kulový Plochý Plochý válcový Elipsovitý Šarnýrový Kolový Volný Omezený (ořechový)

8 TYPY DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOBŮ Kloub kulovitý volný (artrodia) Flexe, extenze, abdukce, addukce, rotace Mělká jamka umožňuje velký rozsah pohybu

9 Kloub kulovitý omezený (enarthrosis) TYPY TYPY DIARTROTICKÝCH DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ KLOBŮ Flexe, extenze, abdukce, addukce, rotace Rozsah pohybu je omezen kostí, která nese hlavici

10 TYPY TYPY DIARTROTICKÝCH DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ KLOBŮ Kloub elipsovitý (condylaris) Flexe, extenze, laterální flexe Rotační elipsoid, neumožňuje otáčení kolem svislé osy

11 Kloub sedlový (art. sellaris) TYPY DIARTRODIÁLNÍCH KLOUBŮ Flexe, extenze, abdukce, addukce, mírná rotace Jezdec Sedlo Pohyby ve dvou na sebe kolmých rovinách

12 TYPY DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOBŮ Kloub šarnýrový (ginglymus) Flexe, extenze Osa otáčení je kolmá k podélné ose kosti

13 TYPY DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOBŮ Kloub kolový (trochoidea) Osa otáčení je rovnoběžná s podélnou osou kosti pohyb okolo jedné osy

14 TYPY DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOBŮ Kloub kladkový (art. trochlearis) Flexe, extenze Vodící rýha + lišta Konvexní povrch jedné kosti je vložen na konkávní povrch druhé pohyb okolo jedné osy

15 TYPY DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ Kloub plochý Nemá hlavici a jamku Klouzavý pohyb kolem tří os Kývavé pohyby a posuny, vloženy disky Kloub tuhý (amphiarthrosis) Nepatrná skluzná pohyblivost Krátké kloubní pouzdro Četné vazy Nepravidelné plochy Vazy pánve na mediální straně

16 OSA KLOUBU Mechanická osa prochází kostí, je kolmá k povrchu stacionárního kloubu. Hlavní osa pro flexi-extenzi Sférický kloub má nekonečně mnoho os otáčení. Hlavní osa se svým směrem blíží k ose krčku.

17 Osa rotace flexe/extenze se v průběhui pohybu mění vzhledem k tibii i femoru.

18 POHYBY V KLOUBU Základní postavení odpovídá základnímu anatomickému postavení Střední postavení kloubní pouzdro nejvíce volné Rozsah pohybu omezuje tvar jamky a hlavice, vazy, okolní kostní výběžky, velikost měkkých tkání v okolí (tuk, svaly)

19 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Gliding pohyb ze strany na stranu, bez výrazných změn v úhlu mezi kostmi

20 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Flexe zmenšení úhlu mezi segmenty Extenze zvětšení úhlu mezi segmenty Hyperextenze pokračování extenze za hranici anatomické polohy

21 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Flexe zmenšení úhlu mezi segmenty Extenze zvětšení úhlu mezi segmenty Hyperextenze pokračování extenze za hranici anatomické polohy

22 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Flexe zmenšení úhlu mezi segmenty Extenze zvětšení úhlu mezi segmenty Hyperextenze pokračování extenze za hranici anatomické polohy

23 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Flexe zmenšení úhlu mezi segmenty Extenze zvětšení úhlu mezi segmenty Hyperextenze pokračování extenze za hranici anatomické polohy

24 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Laterální flexe zmenšení úhlu mezi kostmi v kloubu

25 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Abdukce pohyb od středové linie Addukce pohyb ke středové linii

26 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Abdukce pohyb od středové linie Addukce pohyb ke středové linii

27 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Cirkumdukce

28 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU

29 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU Opozice Pohyb palce proti prstům nebo dlani

30 DRUHY POHYBŮ V SYNOVIÁLN LNÍM M KLOUBU

31 POHYBY V KLOUBECH Základní poloha HK volně podél těla, dlaně dopředu Střední poloha nejvíce uvolněné pouzdro Flexe + extenze Abdukce + addukce Rotace Cirkumdukce opisuje plášť kužele, ale jednotlivé strany míří stále stejným směrem

32 POHYBY V KLOUBU Zpravidla kombinace lineární rotační SPIN, ROLL, SLIDE

33 POHYBY V KLOUBU Komprese zmenšení prostoru mezi dvěma kloubními plochami zvýšení stability kloubu normální reakce na svalovou kontrakci Distrakce kloubní povrchy jsou taženy od sebe zvýšení napětí kloubního pouzdra

34

35 OKAMŽIT ITÁ OSA ROTACE kombinace rotace a translace mění se v průběhu pohybu

36 POHYBY V KLOUBU Konkávní x konvexní Konvexní x konkávní Stejný směr Opačný směr Důsledek čistého posunutí a rotace

37 POHYBY V KLOUBU Relativní rychlost posunu 0,03-0,3 m.s -1 Hlavice femoru x acetabulum při normální chůzi Hlavice kosti pažní x kloubní jamka při nadhozu v baseballu Chůze po rovině zatížení kolenního a kyčelního kloubu až 6x hmotnost člověka Kontakt paty, odlepení prstů Tloušťka vrstvy v kyčelním kloubu kolísá od 0,06 do 2,5 µm

38 ROZSAH POHYBU V KLOUBECH

39 ROZSAH POHYBU V KLOUBECH

40 ROZSAH POHYBU V KLOUBECH

41 VZTAH MEZI FUNKCÍ SVALU A KLOUBU Reflexní úroveň pasivní kloub + aktivní sval Funkční porucha kloubu reflexní odpověď ve svalech (ochranný spasmus) Kloub je v tomto případě nadřazený svalovému systému i některým řídícím povelům nervového systému Propriorecepční funkce kloubních struktur poloha kloubu a rychlost změn

42 KLOUBNÍ POUZDRO Stavba zevní fibrózní membrána + vnitřní synoviální membrána Fibrózní membrána vrstva různě silného kolagenu + kapsulární vazy zajišťuje stabilitu a pohyblivost zesílení vazy, úpony svalů zeslabení cévy a nervy Zvětšení rozsahu pohybu prodloužení vazů 4-6 % odpovídá biomechanickým vlastnostem kolagenu Synoviální membrána nekryje kloubní chrupavku, disky a menisky

43 MAZÁNÍ DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ Synoviální tekutina (filtrát krve) hlavní složka polysacharidová hyaluronová kyselina má vysoce nenewtonské bioreologické vlastnosti vysoká dynamická viskozita při nízkých rychlostech smykové deformace vysoká elasticita koeficient tření u zdravých kloubů 0,001 až 0,03 výživa chrupavky Normální kolenní kloub 0,20 ml

44 MAZÁNÍ DIARTRODIÁLN LNÍCH KLOUBŮ Dynamická viskozita Změny mechanických vlastností synoviální tekutiny a kloubní chrupavky (osteoartritida, revmatická artritida) ztráta nosnosti mazací vrstvy Přizpůsobivost povrchu kloubu je lepší v kyčelním než v kolenním kloubu

45 FUNKCE SYNOVIÁLN LNÍ TEKUTINY Lubrikace Chrupavka nasává tekutinu jako houba, při tlakovém zatížení ji uvolňuje pro zmenšení tření. Výživa Prouděním tekutiny je distribuována výživa a odváděny odpadní látky. Absorpce zatížení Zmenšení zátěže rozmístěním tekutiny ve vrstvách chrupavky.

46 KINEMATICKÝ ŘETĚZEC Kinematický řetězec kinematická dvojice + další segment (segmenty) OTEVŘENÝ x UZAVŘENÝ distální + proximální konec možnost změny v jednom kloubu nezávisle na kloubu sousedním Přechod mezi otevřeným a uzavřeným řetězcem je ovlivněn probíhající pohybovou činností. Zvýšení odporu na konci řetězce změna PUNCTUM FIXUM na PUNCTUM MOBILE.

47 KINEMATICKÝ ŘETĚZEC uzavřený otevřený smíšený složený biomechanismus uzavřený kinematický řetězec, jehož jeden člen je rámem

48 STUPNĚ VOLNOSTI ŘETĚZCŮ (DOF) Počet způsobů pohybů v kloubu Volně zavěšené těleso 6 DOF: 3 posunutí + 3 rotace Kinematické dvojice v lidském těle: maximálně 3 1 DOF kladkový 2 DOF elipsovitý 3 DOF kulovitý Kinematický řetězec: Násobení počtu DOF mezi sousedními klouby Počet možných variant pro konečný článek MOBILITA

49 STUPNĚ VOLNOSTI ŘETĚZCŮ (DOF) Nadbytečnost (redundance) Stanoví počet náhradních možností, které lze potenciálně využít. Všechny možnosti nemají stejnou fyziologickou hodnotu. Bernsteinův problém výběr varianty pohybu se děje omezením počtu DOF v jednotlivých kloubech. Efektivní pohyb cílená svalová kontrakce + omezení ( zablokování ) dalších článků. Spasticita porucha CNS při výběru tuhosti jednotlivých článků ztužení kloubů v řetězci.