Основы биомеханики

План лекции

Введение
Основные принципы биомеханики
Рычажный принцип работы ОДА
От чего зависит реальный эффект

Литература

Основная литература:
Привес М.Г. Анатомия человека.  2009. – 720 с.
Анатомия человека. Под

Данные медицинской биомеханики служат основой для:
лечебной физкультуры;
ортопедии и травматологии;
валеологии;
конструирования протезов

“...Пусть книга о началах механики предшествует твоим исследованиям тела, дабы ты

Разрабатывал вопросы анатомии и физиологии человека и животных с позиций математики

Основные принципы биомеханики

Движение в суставах определены их формой
Усилие мышечного

РЫЧАГ

То – точка опоры или точка вращения
Fd - сила мышечного сокращения
Ft

Плечо силы

Плечо силы – это кратчайшее расстояние от точки опоры до

– величина, характеризующая вращательный эффект силы при действии ее на рычаг.

Свойства рычага

Условие равновесия рычага:
Σ М = О или MFt =

Виды рычагов

РЫЧАГ 1 РОДА= РАВНОВЕСИЯ
Двуплечий
(точки приложения сил располагаются по

РЫЧАГ СИЛЫ

РЫЧАГИ 2 РОДА
Одноплечие
(точки приложения сил располагаются по одну сторону

РЫЧАГ РАВНОВЕСИЯ (1 РОДА )

То – вертикаль из ЦТ проходит спереди

РЫЧАГ РАВНОВЕСИЯ (1 РОДА )

Равновесие - MFt = MFd силы направлены

То – головки плюсневых костей
Fd – направление действующей силы
Ft – направление

выигрыш - в амплитуде движения, в скорости, ловкости
минус - малая действующая

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ

1. Физиологический поперечник – сумма площадей

Сила мышцы, имеющей площадь поперечного сечения 1 см2 примерно равна 10

Для жевательных мышц, поднимающих нижнюю челюсть – 390-400 кг. Площадь поперечного

2. Количество моторных единиц, участвующих в сокращении.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ

2. Количество моторных единиц, участвующих в сокращении.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ

2. Количество моторных единиц, участвующих в сокращении.

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ

3.Состав мышечных волокон

В одной моторной единице

У девятикратного олимпийского чемпиона Карла Льюиса в мышцах ног белых волокон

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ

4. Величина плеча действующей силы
Чем

5. Угол прикрепления мышцы

ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ДЕЙСТВИЯ МЫШЦ

если угол прямой,

Функциональные группы мышц

АГОНИСТЫ – одна или несколько мышц в каждой функциональной

СИНЕPГИСТЫ - мышцы одного сустава, которые осуществляют функцию в одном направлении

Функциональные

АНТАГОНИСТЫ - мышцы одного сустава, которые осуществляют работу в противоположных направлениях.

Функциональные

Деление на группы не постоянно и мышцы могут быть при одном

1. Односуставные мышцы

По отношению к суставам:

m. deltoideus

m. brachialis

2. Многосуставные мышцы

По отношению к суставам:

m. biceps brachii

m. quadriceps femoris

Пассивная мышечная недостаточность
неспособность мышц выполнять движения по причине предельно растянувшихся

Активная мышечная недостаточность
многосуставная мышца не может произвести движение в полном

Мышечная координация движений

В каждом движении участвуют несколько мышц, являющихся синергистами и

Виды работы мышц

Уступающая
(динамическая с отрицательным эффектом)

мышца, оставаясь напряженной, постепенно

Виды работы мышц

при которой мышца преодолевает тяжесть данного звена тела либо

Виды работы мышц

Удерживающая
(статическая)

происходит уравновешивание действия сопротивления, в результате чего движение отсутствует

Парадоксальное действие мышц

Односуставные мышцы вызывают движения только в одном суставе, однако

Любое тело свободно перемещается в пространстве, обладает шестью степенями свободы:
1. вверх

Кинематические цепи

3 степени свободы – шаровидные и плоские суставы;
2 степени свободы

Кинематические цепи

Все звенья опорно-двигательного аппарата сгруппированы в систему кинематических цепей
Звенья в

3

1

1

2

3

1

1

3+1+1+2=7 – степеней свободы у кисти
3+1+1+2+3+1+1=12 - степеней свободы у пальцев

кисть

плечо

Это

Закрытая кинематическая цепь

Невозможны изолированные движения в одном суставе
Изменение положения в одном

Постоянно закрытая кинематическая цепь

Грудная клетка человека состоит из 72 костных и

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ
геометрическая точка тела, через которую проходит равнодействующая всех сил

ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ

ОЦТ находится в полости таза на 2,5 см ниже мыса

Расположение ОЦТ определяют:

1. Возраст:
новорожденные – Th5-6
2 года – L1
5 лет

Расположение ОЦТ определяют:

2. Пол

мужчины –
L5 (L3-S5);

женщины –
S1 (L5 –

Расположение ОЦТ определяют:

3. Конституция,
физическое развитие.

Расположение ОЦТ определяют:

4. Положение тела

5. Фазы дыхания, перистальтика кишечника

Расположение ОЦТ определяют:

Виды равновесия тела

1. Устойчивое
ОЦТ ниже площади опоры
Если тело вывести из

2. Неустойчивое
ОЦТ выше площади опоры.
Если тело вывести из равновесия, оно

Условия устойчивости тела

1. Достаточная площадь опоры

Условия устойчивости тела

2. Высота расположения ОЦТ чем ниже, тем больше устойчивость

3. Вертикаль из ОЦТ должна падать на площадь опоры
чем ближе

УГОЛ УСТОЙЧИВОСТИ – это угол между вертикалью из ОЦТ и прямой,

Осанка – привычная поза непринужденно, стоящего человека. Держит прямо голову и

Виды осанки (по Аксенову)

1. Нормальная.
Степень выраженности лордозов и кифозов равномерное.

Виды осанки (по Аксенову)

2. Выпрямленная.
Слабо выражены изгибы.

Виды осанки (по Аксенову)

3. Сутуловатая.
Большой шейный лордоз, маленький грудной кифоз

Виды осанки (по Аксенову)

4. Лордотическая.
Чрезвычайно развит поясничный лордоз.

Виды осанки (по Аксенову)

5. Кифотическая.
Особенно сильно развит грудной кифоз.

Статические мышцы у ребенка развиваются и растут медленнее динамических, поэтому детям