BIOMECHANIKA
STATICKÁ A DYNAMICKÁ ROVNOVÁHA, DRŽENÍ TĚLA
ROVNOVÁHA Rovnováha je takový stav tělesa, kdy silové pole tvořené všemi působícími silami má za důsledek klidový stav − „nepohyb“. Rovnováha nastane, jestliže: • součet pravoúhlých průmětů všech působících sil do dvou směrů (do směrů souřadnicových os) se rovná nule, • součet všech momentů působících sil vzhledem k danému bodu je roven nule. Σ Fi = 0 Σ Mi = 0
ROVNOVÁHA − OPĚRNÁ PLOCHA, OPĚRNÁ BÁZE
Rovnováha se zvyšuje se zvětšením opěrné báze − útvar opsaný krajním hranám opěrné plochy.
Průmět těžiště do opěrné báze se nachází uvnitř této báze.
ROVNOVÁHA − ROVNOVÁŽNÉ POLOHY Stabilní poloha • těleso má nejmenší potenciální energii • těžiště při vychýlení stoupá, po vychýlení se vrací zpět • jedná se o každé zavěšené těleso
ROVNOVÁHA − ROVNOVÁŽNÉ POLOHY Labilní (vratká) poloha • těžiště po vychýlení klesá • vznikají momenty sil, které těleso dále vychylují • vychýlením se potenciální energie tělesa zmenšuje • po vychýlení se těleso nevrací zpět
ROVNOVÁHA − ROVNOVÁŽNÉ POLOHY
Indiferentní (volná) poloha • výška těžiště se nemění • potenciální energie zůstává stejná • vertikální těžnice prochází kontaktním bodem tělesa s podložkou
ROVNOVÁHA − ROVNOVÁŽNÉ POLOHY Rýnské (Rhonské) kolo
http://www.ceskatelevize.cz/porady/873537-hledani-ztracenehocasu/296324246000114-prevazne-nevazne/
http://www.powerbock.eu/cs/blog/legenda-powerbockingu-swebounce
FYZIKÁLNÍ (BIOMECHANICKÉ) FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ POSTURÁLNÍ STABILITU - opěrná báze (velikost, vzdálenost COG od hranice) - výška těžiště, hmotnost (proporcionalita) - charakter kontaktu s opěrnou plochou - postavení a vlastnosti hybných segmentů
ROVNOVÁHA − ÚHEL STABILITY Určuje míru stability tělesa proti převržení. Zvětšuje se snížením těžiště a zvětšením opěrné báze.
DYNAMICKÁ ROVNOVÁHA Přestože svislá těžnice neprotíná opěrnou bázi (ve směru pohybu nebo do stran), nedojde k porušení rovnováhy. Rovnováha je zajištěna působením soustavy vnitřních a vnějších sil.
Působení odstředivé síly FOD je vyrovnáno náklonem těla tak, že výsledná síla FAK, která je složením tíhové síly G a síly FOD, prochází místem opory.
ZÁKLADNÍ POJMY • Posturální stabilita: schopnost zajistit vzpřímené držení těla a reagovat na změny zevních a vnitřních sil tak, aby nedošlo k nezamýšlenému nebo neřízenému pádu • Rovnováha a balance označují soubor statických a dynamických strategií k zajištění posturální stability (neustálé přizpůsobování svalové aktivity a polohy kloubů funkčním požadavkům k udržení těla nad opěrnou bází) • Postura: aktivní držení a orientace segmentů těla proti působení zevních sil (gravitace) • Atituda: postura nastavená tak, aby bylo možné provést plánovaný pohyb
ZÁKLADNÍ POJMY • COM (centre of mass, těžiště) – působiště tíhové síly; hypotetický bod, do kterého je soustředěna hmotnost celého těla • COG (centre of gravity) – průmět společného těžiště těla do roviny opěrné báze; má tedy význam jen ve vztahu k opěrné bázi • COP ( centre of pressure) – působiště vektoru reakční síly; vážený průměr dílčích tlaků na kontaktu nohy s podložkou
ZÁKLADNÍ POJMY • Posturální instabilita je stav, když není možno udržet své tělo v ustálené nebo balanční pozici. • Kvazistatická činnost − žádná aktivně držená poloha (stoj) není nikdy dokonale nehybná (statická). • Nestabilita – případ obráceného kyvadla s malou plochou základny a vysoko uloženým těžištěm; omezuje schopnosti lokomoce, je příčinami pádů a zranění.
POSTURÁLNÍ STABILITA Má 3 hlavní složky: senzorickou, řídící a výkonnou • Senzorická – propriocepce, zrak a vestibulární systém • Řídící – mozek + mícha = CNS • Výkonná – pohybový systém (svaly kosterní = systém výkonný, řídící i senzorický) Velké kompenzační a substituční možnosti ve stoji K většině pádů nedochází v klidném stoji, ale při chůzi nebo jiné lokomoci
BALANČNÍ STRATEGIE
Model převráceného kyvadla: ANKLE HIP STEP STRATEGY v sagitální i frontální rovině
HODNOCENÍ POSTURÁLNÍ STABILITY Detekce změn posturálních strategií - se změnami charakteru opěrné báze nebo senzorických podmínek - se změnami v individuální zkušenosti - se změnami v podmínkách a limitech při provádění úkolu Diferenciace různých „typů“ balanční kontroly - schopnost reakce na vnější výchylky (očekávané i neočekávané) - schopnost posturální anticipace v souvislosti s volním pohybem - schopnost vědomě a účinně měnit polohu COM v prostoru
HODNOCENÍ POSTURÁLNÍ STABILITY SILOVÁ PLOŠINA
Měřené parametry: - složky reakční síly Fx, Fy, Fz - momenty sil Mx, My, Mz
HODNOCENÍ POSTURÁLNÍ STABILITY 95% konfidenční elipsa (E) poloh COP AREA
[cm]
SDy
Confident ellipse
SDx
[cm]
poloha středu E v ose x, y směrodatné odchylky středu E (postural sway) SDx − směr mediolaterální (Ax, MLsway…) SDy − směr anteroposteriorní (Ay, APsway…) plocha E (area) − pl95 (e-area, sway area) velikost poloos a, b, úhel ϕ
HODNOCENÍ POSTURÁLNÍ STABILITY
HODNOCENÍ POSTURÁLNÍ STABILITY - senzorické podmínky − vestibulární vliv, zrakový vzorec, somatosenzorický vzorec (zraková korekce, stoj na měkkém povrchu, změna prostředí kontrolované zrakem − senzorický konflikt), zúžení opěrné báze (stoj v různých krokových variantách, stoj na jedné noze) - stabilita během volního pohybu nebo reakce na změnu výchozí polohy (pohyby končetin, hlavy, trupu, komplexnější aktivity − vstávání ze sedu, schody, rychlé výpady, volní výchylka k limitům stability) - měření rychlosti, symetrie, síly, timingu - kvantifikace balance během chůze
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ Kinematická analýza
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ Kinematická analýza
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ Moire tomografie
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ Moire tomografie
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ QUANTEC
DRŽENÍ TĚLA – HODNOCENÍ Elektromyografie PRAVÁ STRANA
Stoj na pravé
AD TFL Gmed RA ES 7 40 5 30 3 20 1 10 -1 00
LEVÁ STRANA
780 560 340 120 -100
Stoj na levé
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
FSVA
DRŽENÍ TĚLA – intraabdominální tlak
BIOMECHANICKÝ ÚČINEK TRUPOVÝCH ORTÉZ
Fixační
Reklinační
Redresní
Trakční
REKLINAČNÍ ORTÉZY – FLEKČNÍ Typ TLSO Účel Reklinační trupová ortéza Funkce Léčebná, kompenzační
REKLINAČNÍ ORTÉZY – FLEKČNÍ
TLSO
TLSO se sternální pelotou
REKLINAČNÍ ORTÉZY – HYPEREXTENČNÍ
Baehler/Vogt
Jewett
