Kaula plēve
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 14

Locītavu biomehānika PowerPoint PPT Presentation


  • 529 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Kaula plēve. Blīvā kaulviela. Locītavas somiņas ārējais slānis. Hialīnais skrimslis. Skrimšļa disks. Locītavas dobums. Locītavas somiņas iekšējais slānis. Locītavas somiņa. Porainā kaulviela. Locītavu biomehānika.

Download Presentation

Locītavu biomehānika

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Loc tavu biomeh nika

Kaula plēve

Blīvā kaulviela

Locītavas somiņas ārējais slānis

Hialīnais skrimslis

Skrimšļa disks

Locītavas dobums

Locītavas somiņas iekšējais slānis

Locītavas somiņa

Porainā kaulviela

Locītavu biomehānika

Visa cilvēka kustību daudzveidība tiek sasniegta pateicoties īpašai

kustību aparāta uzbūvei. Lielākā daļa kaulu savienoti ar locītavu palīdzību.

Poļu zinātnieki Mareckis, Ekls un Fideļus konstatējuši, ka skeletā ir 148

kustīgi kauli, 29 trīsasu locītavas, 33 locītavas ar divām brīvības pakāpēm

un 85 locītavas ar vienu brīvības pakāpi. Locītava ir viskomplicētākais un

viskustīgākais kaulu savienojumu veids. Locītavas galvenie elementi ir

kaulu locītavas virsmas, locītavas somiņa un locītavas dobums.

1.


Loc tavu biomeh nika

Kustību raksturu locītavā nosaka locītavas virsmas forma, tādēļ tās

uzskata par galveno locītavas elementu. Atkarībā no kustību iespējām,

locītavas iedala: 1) vienasu, 2) divasu un 3) trīsasu locītavās.

Kustību amplitūdu nosaka locītavu virsmu neatbilstība. To var

ierobežot locītavas somiņa, locītavas saites, papildus kauli un muskuļi.

Locītavā savienoto kaulu skaits var būt dažāds: divi kauli - lāpstiņa un

augšdelma kauls, trīs - augšdelma un divi apakšdelma kauli, pieci - divi

apakšdelma kauli un trīs plaukstas pamata kauli. Tomēr iespēja kustēties

nav atkarīga no kaulu skaita locītavā.

2.


Loc tavu biomeh nika

Atslēgas

kauls

Lāpstiņa

Augšdelma

kauls

Saliek-

šana

Atliekšana

Trīs brīvības pakāpes ir locītavām ar lodveida formu, piem.,

pleca un gūžas locītavas. Šeit iespējama saliekšana un

iztaisnošana, atcelšana un pievilkšana, kā arī kaula rotācija

ap tā garenasi.

Atcel-

šana

Rotācija

Pievilkšana

3.


Loc tavu biomeh nika

Daudzasu

locītava-

lodveida

Daudzasu

locītava-

riekstveida

Divasu

locītava-

eliptiskā

Divasu

locītava-

sedlveida

Pārtrauktie kaulu savienojumi/ pēcЙоганес Роен, 1998

4.


Loc tavu biomeh nika

Divas brīvības pakāpes ir eliptiskai un sedlveida locītavai, piemēram,

plaukstas locītavai. Varam plaukstu saliekt un atliekt, atcelt un pievilkt.

Pievilkšana

Saliekšana

Augšdelma kauls

Elkoņa kauls

Spieķa kauls

Saliekšanas-atliekšanas ass

Saliekšana

Pievilkšanas-atcelšanas

ass

Atcelšana

Spieķa kauls

Atliekšana

Delnas kauls

Ass

Elkoņa kauls

Atliekšana

Viena brīvības pakāpe ir cilindriskajai un blokveida locītavai, piemēram,

elkoņa locītava, kurā iespējama saliekšana un atliekšana.

5.


Loc tavu biomeh nika

Vienasu locītava-

cilindriskā

Vienasu locītava-

blokveida

Daudzasu locītava-

plakanā

6.


Loc tavu biomeh nika

LOCĪTAVU BERZE

No mehānikas viedokļa locītavas ir savdabīgi gultņi, kuros sinoviālai

šķidrums izpilda smērvielas lomu, locītavu skrimšļi ir nesošās virsmas,

bet berzi novērtē ar slīdes berzes koeficientu. Normālos apstākļos

enerģijas patēriņš šis berzes pārvarēšanai ir neliels, slīdes berzes

koeficienta lielums svārstās robežās no 0,005 līdz 0,02.

Mēģināsim šo jautājumu ilustrēt ar praktisku piemēru. Ejot cilvēks

izpilda darbu, kas tiek patērēts ne tikai, lai pārvietotu ķermeni uz priekšu,

bet arī lai pārvarētu berzi locītavās, tai skaitā gūžas locītavā. Pieņemsim,

ka augšstilba kaula galvas rādiuss ir apmēram 2 cm un kāja, izpildot soli,

pagriežas par apmēram 1 radiānu (570). Tas nozīmē, ka saskarsmes

virsmas noiet apmēram 2 cm garu ceļu. Spiediens uz kaula galvu atkarībā

no iešanas ātruma var vairākkārt pārsniegt paša cilvēka svaru.

Berzes spēka lielums vienāds ar spiediena spēka un berzes koeficienta

reizinājumu. Darbu, kas jāpatērē šī berzes spēka pārvarēšanai, iegūst

sareizinot berzes spēku ar ceļu. Ja ņemtu tādu berzes koeficenta vērtību,

kas raksturīga nesamitrinātām, neieeļļotām virsmām (~0,2), tad darbs

berzes pārvarēšanai gūžas locītavā būtu vienāds ar darbu, kas tiek patērēts,

lai cilvēks sevi paceltu 3 cm augstumā. Enerģija, kas tiktu patērēta, lai

pārvarētu berzes spēku, locītavās atbrīvotos siltuma veidā. Iespējams, ka

izpildot ilgstošas, enerģiskas kustības, locītavām draudētu pārkaršana.

7.


Loc tavu biomeh nika

Eksperimentāli pierādīts, ka pasīvo pretestību locītavās ietekmē

sinoviālā šķidruma daudzums un temperatūra uz locītavas virsmām.

Berze samazinās, paaugstinoties locītavas temperatūrai un palielinoties

sinoviālā šķidruma daudzumam. Neskatoties uz ļoti pilnīgu

termoregulāciju dzīvos organismos, intensīva fizisko vingrinājumu

izpilde paaugstina kā visa ķermeņa temperatūru, tā arī temperatūru

muskuļos un uz locītavu virsmām. Piemēram, ar locītavās ieaudzētu

termopāru palīdzību parādīts, ka suņiem pēc 30 minūšu skrējiena

locītavu temperatūra izmainījās vidēdi par 2,70. Vienlaikus ar ķermeņa

t0 paaugstināšanos, samazinās muskuļu iestiepšanas pasīvā elastīgā

pretestība. Pierādīta sakarība starp intensīvu fizisku darbu un sinoviālā

šķidruma daudzumu locītavās. Eksperimentāli ir konstatēts, ka pēc 12

mēnešus ilga intensīva fiziska darba sinoviālā šķidruma daudzums

locītavās palielinājās divas reizes. Šīs zināšanas palīdz izprast

iesildīšanas jēgu un treniņa ietemki uz locītavu mehāniku.

8..


Loc tavu biomeh nika

LOCĪTAVU ŠĶIDRUMS

Locītavu šķidrumu jeb sinoviju izdala locītavas somiņas iekšējā

slāņa sinoviocīti. Tas ir asiņu ultrafiltrāts, tāpēc pēc sastāva ir līdzīgs

asins plazmai, tikai ar mazāku olbaltumvielu daudzumu. Bez tam tajā

ir hialuronskābe - polisaharīds, kura garās molekulas ir saistītas ar

olbaltumvielām. To izdala B sinoviocīti. Sinovijam piemīt augsta

viskozitāte, kas daudzkārt pārsniedz asiņu viskozitāti.

Locītavas somiņa notur

sinoviju locītavā slodzes laikā

un zināmā mērā pretdarbojas

locītavas iekšējam spiedienam.

Slodzes laikā, kaula galviņai

iespiežoties otra kaula locītavas

bedrītē, rodas spiediens, kas

izspiež locītavas šķidrumu uz

sāniem. Locītavas skrimslī ir

mikroskopiskas poras pa kurām

iekļūst sinovijs. Poru diametrs

ir tik neliels, ka strauja tā

izspiešana ir apgrūtināta.

NENOSLOGOTIE RAJONI, KURI UZSŪC SINOVIJU

NOSLOGOTAIS RAJONS

NO KURA TIEK IZSPIESTS

SINOVIJS

9.


Loc tavu biomeh nika

Blīvā

kaulviela

Porainā kaulviela

10.


Loc tavu biomeh nika

Ir pierādīts, ka, no fizikālā viedokļa, sinovijam piemīt spilgti

izteikts pseidoplastiskums (pseido - neīsts, šķietams; plastiskums -

cietu ķermeņu īpašība padoties veidošanai, deformācijai un saglabāt

pēc tās radušos formu) un tiksotropās īpašības.

Dažādos pētījumos ir noskaidrots, ka sinovija viskozitāte (stigrība,

gāzu un šķidrumu spēja pretoties tecēšanai) samazinās, palielinoties

ātruma gradientam. To labi ilustrē dati, kas iegūti novērojumos ar

spieķa un pēdas pamata kaulu locītavu liellopiem. Jā ātruma gradients

ir 0,1 s-1, viskozitāte ir 50 Pz (Puazeli), kas 5000 reizes pārsniedz ūdens

viskozitāti. Ja ātruma gradients ir 1000 s-1, viskozitāte ir ap 0,1 Pz, kas

ir tikai 10 lielāka kā ūdenim. Tas nozīmē, ka, palielinoties ātruma

gradientam, viskozitāte ir samazinājusies 500 reizes. Locītavās, kurās

sinovijā ir mazāk hialuronskābes, arī tā viskozitāte ir mazāka.

Ātruma gradients locītavās var būt līdz 105 s-1. Šis lielums gan ir

tikai aptuvens, jo locītavas sprauga ir šaura, grūti izmērāma un tās

platums ir atkarīgs no slodzes. Katrā gadījumā, sinoviju kā

pseidoplastisku šķidrumu ir grūtāk izspiest no locītavas, kā Ņūtona tipa

šķidrumu (ideāls šķidrums). Sinovija viskozitāti slodzes laikā var

regulēt arī, uzņemot ūdeni no sinovija caur hialīnā skrimšļa porām.

Kavitācija (dobumu - burbuļu veidošanās kustībā esošā šķidrumā)

sinoviālajā šķidrumā izsauc locītavu knakšķēšanu.

11.


Loc tavu biomeh nika

Reti, kad materiālu viskozitātes-elastības īpašības būs tik

vienkāršas, kā mūsu augstāk minētajā piemērā.

Kad uz polimēru iedarbojas pastāvīga slodze, kas izsauc

materiāla deformāciju, šai deformācijai var izdalīt trīs komponentus:

1) momentānā elatīgā deformācija, kas rodas tūdaļ pēc slodzes

pielikšanas un pazūd līdz ar slodzes noņemšanu,

2) lēnā elastīgā deformācija, kuras pieaugums palēninās visu

slodzes iedarbības laiku.

Tas ir deformācijas veids, ko atspoguļo pēdējā formula, bet parasti

tas tikai daļēji atbilst šai formulai. Atšķirības starp teorētiskajiem

aprēķiniem un praktiskajiem rezultātiem rodas, jo reālam materiālam

ir vairāki palēninājuma laiki . Pēc slodzes noņemšanas, lēnā elastīgā

deformācija izzūd ar palēninošos ātrumu.

3) viskozā tecēšana pieaug ar pastāvīgu ātrumu slodzes

iedarbības laikā un saglabājas pēc slodzes izzušanas.Polimēru

materiāliem ar šķērssaitēm, šis komponents izpaliek, ja vien

šķērssaites deformācijas laikā netiek pārrautas.

12.


Loc tavu biomeh nika

Spriegums

Deformācija

I

II

Laiks

III

IV

Viskozi-elastīga materiāla deformācija pastāvīgas slodzes ietekmē un pēc tās.

I - momentānā elastīgā deformācija, II - lēnā elastīgā deformācija,

III - viskozā tecēšana, IV - summārā deformācija.

13.


Loc tavu biomeh nika

Grafika ceturtā līkne atspoguļo visu trīs deformācijas veidu

mijiedarbību. Šādu līkni iegūst, kad uz kādu polimēru materiālu

iedarbojas deformējošs spēks. Precīza līknes forma ir atkarīga

no konkrētā materiāla.

Materiāla “uzvedība” būs atkarīga arī no slodzes iedarbības

ilguma. Īslaicīgas slodzes laikā, materiāls var darboties kā kaučukam

līdzīgs ciets priekšmets, bet ilgstošas slodzes laikā kā viskozs

šķidrums.

Šāds īpašību komplekts ir, piemēram, polidimetilsiloksānam.

Ja bumbiņa no šī materiāla nokrīt uz grīdas, tā paleksies līdzīgi

gumijas gabalam, bet , ja bumbiņu atstās guļot uz galda, tā ļoti

lēnām izplūdīs, kamēr pārvērtīsies par bezveidīgu plāceni.

14.


  • Login