Имя материала: Биомеханика

Автор: Владимир Иванович Дубровский

Типичные последствия, неправильной нагрузки

 

В области кисти следующие (рис. 18.20):

— периостоз шиловидного отростка локтевой кости (фехтование, прыжки в воду и др.);

— крепитирующий паратенонит (в большинстве случаев разгибателей) в спортивной гимнастике, в тяжелой атлетике, гребле и других видах спорта;

тендопатия в месте прикрепления сухожилия локтевого сгибателя кисти в области гороховидной кости (прыжки в воду, спортивной гимнастике и др.);

— артрозы в области запястья и в первом пястно-запястном суставе (бокс, тяжелая атлетика, фехтование и др.).

 

Рис. 18.20. Типичные последствия спортивных перегрузок

в области кисти:

1 — артроз в запястно-пястном суставе (бокс), 2 — тендиноз в месте прикрепления; гороховидная кость — прыжки в воду, шиловидный отросток локтевой кости — прыжки в воду, фехтование, III пястная кость (дорсальное основание) — бокс; 3 — перитендиноз (волейбол, теннис, настольный теннис)

 

В области позвоночника могут быть повреждения как самих позвонков, так и спинного мозга и его корешков.

Из общего количества всех несчастных случаев в спорте на позвоночник приходится 3—4\% (D.L. Mac-Intosh, et al., 1972; G. Gelehrter, 1966), причем последствия неправильной нагрузки составляют 16,5\% (J. Williams, 1973).

Повреждения позвоночника являются следствием прямого силового воздействия (удар, толчок) и значительно чаще — результатом непрямого силового воздействия. При этом типичными механизмами травм являются следующие:

— компрессия по продольной оси, например, при падении на ягодицы;

— гиперэкстензия или гиперфлексия, что обычно имеет место при прыжке вниз головой и ударе о грунт (рис. 18.21).

— ротационные травмы в сочетании с гиперэкстензией или гиперфлексией, что имеет место при повреждениях, имеющих механизм хлыстового удара.

Во всех случаях последствия травмы проявляются во всем двигательном сегменте, под которым Н. Junghanns (1971) понимает тело позвонка с его суставными отростками, поперечными и остистыми отростками, а также соответствующие межпозвоночные диски.

Механическая выносливость тела позвонка на разных участках различна, и в шейном отделе она составляет лишь 25\% от прочности на сжатие в 730 кгс, которой обладает поясничный отдел позвоночника. Межпозвоночные диски еще устойчивее и выносят сжатие по оси в 1500 кгс.

Прочность при сгибании, напротив, значительно ниже. При медленной гиперфлексии дорсальные продольные связки разрываются с одновременными микроразрывами межпозвоночных дисков при 500 кгс, а в условиях гиперэкстензии уже при 100 кгс образуются грыжи дисков L5—Sj (С. Tuisch, S. Ulrich, 1973).

Торсионная прочность тел позвонков составляет 255 кгс, а межпозвоночных дисков — 460 кгс (С. Tuisch, S. Ulrich, 1973).

 

Рис. 18.21. Последствия гиперфлекции и гиперэкстензии в шейном отделе позвоночника (по H.D. Herrmann, 1970).

 

Травматическая гиперфлексия позвоночника вызывает: разрыв задней продольной связки; компрессию тел позвонков с вентральной стороны с возможным разрывом переднего края; вывих межпозвоночных суставов, «спасительный» перелом дужки позвонка с возможностью декомпрессии цервикального канала. Травматическая гиперэкстензия (ретрофлексия) позвоночника вызывает: разрыв передней продольной связки; перелом суставных отростков и перелом дужек позвонков с дорсальным смещением

Относительно распределения функциональной нагрузки на позвоночник можно сказать, что на человека массой 70 кг при прыжке на твердый грунт с высоты 50 см с ускорением в 6—8 g действует сила в 240—320 кгс, при падении на ягодицы с ускорением в 10— 20 g действует сила в 400—800 кгс, а при поднятии тяжести массой 50 кг в положении наклона вперед — 700 кгс (Н. Krayenbuhl et al., 1967). Чем сильнее сжатие межпозвоночного диска во время функциональной нагрузки, тем легче он подвергается воздействию даже незначительной травмы.

Повреждения тел позвонков чаще возникают при непрямом механизме травмы: осевая нагрузка на позвоночник, резкое или чрезмерное сгибание его или (реже) разгибание. Иногда могут сочетаться два или даже три типа нагрузки. Например, при так называемом хлыстовом механизме травмы сочетаются резкое сгибание и разгибание шейного отдела позвоночника при наезде на машину, резком торможении, падениях велосипедистов-шоссейников, горнолыжников и т. д. (рис. 18.22).

Рис. 18.22. Механизм травмы при переломе позвоночника: а, б — поясничного отдела; в, г — шейного отдела

 

У взрослых чаще повреждаются позвонки в зоне перехода одной физиологической кривизны в другую, т. е. нижние шейные и верхние грудные, нижние грудные и верхние поясничные позвонки (см. рис. 18.22).

Повреждения тел позвонков делятся на две большие группы: стабильные (рис. 18.23) и нестабильные повреждения (рис. 18.24).

Рис. 18.23. Стабильные переломы тел позвонков:

а — перелом с клиновидной компрессией, недостигающий половины высоты тела позвонка; б — отрыв передне-верхнего угла тела позвонка

Рис. 18.24. Нестабильные переломы:

а — переломовывих, б — перелом с компрессией переднего отдела более чем на половину высоты тела позвонка, в — «взрывной перелом»

 

Вывихи чаще встречаются в шейном отделе, в то время как в грудном и поясничном преобладают переломы и переломовывихи.

Переломы тел позвонков возникают при компрессионной травме и травме со сгибанием позвоночника, они наблюдаются во всех видах спорта, так же как случайные повреждения после падений. Спонгиозный слой позвонка ступенеобразно сжимается, гася действуюущую силу. Это приводит к плоской или клиновидной деформации с краевым переломом или без него, а также к взрывообразному прорыву пульпозного ядра в покровную или основную пластинку тела позвонка.

Вывихи и переломовывихи тел позвонков в 2/3 случаев встречаются в шейном отделе позвоночника, так как этот отдел из-за большой мобильности менее устойчив к травмам от чрезмерного сгибания, разгибания и торсии. Меньшая устойчивость тел позвонков к компрессии также играет патогенетическую роль. Межпозвоночные диски при всех подобных повреждениях разрываются и их осколки также могут стать причиной компрессии спинного мозга или корешков, как и костные отломки.

Травматические повреждения межпозвоночных дисков. Межпозвоночный диск представляет собой хрящевое соединение тел смежных позвонков. Он отсутствует между первым и вторым шейным позвонками. Каждый диск состоит из двух частей, постепенно переходящих друг в друга — волокнистого (фиброзного) кольца и студенистого ядра.

Рис. 18.25. Схема межпозвоночного диска:

1 — тело позвонка, 2 — гиалиновая пластинка, 3 — фиброзное кольцо, 4 — полость Лушки, 5 — пульпозное ядро, 6 — передняя продольная связка, 7 — задняя продольная связка

 

Межпозвоночный диск следует рассматривать как полусустав, в котором пульпозное ядро, содержащее жидкость типа синовиальной, сравнивают с полостью сустава, гиалиновые пластинки тел позвонков — с суставными поверхностями, а фиброзное кольцо рассматривают как капсулу сустава; имеется и связочный аппарат (рис. 18.25).

Для фиброзного кольца диска модуль упругости зависит от нагрузки. В продольном направлении при изменении Р от 350 до 1500 Н модуль упругости изменяется от 57·106 Па до 105 ·106 Па, а в поперечном направлении — от 14,5·106 Па до 26,2·106 Па.

При наклонах и поворотах туловища происходит смещение студенистого ядра диска в сторону, противоположную наклону, и фиброзное кольцо выпячивается. Часть диска будет сжата, а часть — растянута. При поворотах позвоночного столба под углом больше 20°, диск может разрушиться.

 

 

Рис. 18.26. Проекция оси позвоночника (а).

Распределение динамических нагрузок: б — в дегенеративном диске, в — в здоровом диске

Рис. 18.26. Проекция оси позвоночника (а).

Распределение динамических нагрузок: б — в дегенеративном диске, в — в здоровом диске

 

Внутридисковое давление зависит от позы. В положении лежа на боку оно составляет (3,3 ± 0,2)·107 Па, в положении сидя (8,6 ± 0,4)-107 Па, в положении стоя оно повышается на 20—40\%.

При нагружении диска разрушается его гиалиновая пластинка (см. рис. 18.25), а с ростом нагрузки происходит разрыв фиброзного кольца.

 

Рис. 18.27. Дерматосхема уровней      Рис. 18.28. Дерматосхема

локализации                                           уровней локализации

повреждений спинного мозга              повреждений спинного мозга

(вид спереди)                                        (вид сзади)

 

При функциональной недостаточности позвоночника, которая появляется чаще всего при дегенерации диска, когда его амортизационная способность значительно понижена, в момент разгибания тело вышележащего позвонка смещается назад (чего в норме не наблюдается). Из-за патологической подвижности и постоянной микротравматизации тел смежных позвонков (отсутствие амортизации) развивается склероз замыкательных пластинок, предотвращающих повреждение костных балок (рис. 18.26).

Повреждения спинного мозга в спорте составляет 2,5\%, а в быту — 20—30\%. Они сопровождаются характерными рефлекторными нарушениями, расстройствами двигательных функций и потере чувствительности, на основании чего можно определить уровень верхнего травмированного сегмента (рис. 18.27 и 18.28).

Особенно часто наблюдается повреждение в области С5, Д4, Д10 и L1  .    

Травматические вывихи в тазобедренном суставе составляют около 2\% всех вывихов (рис. 18.29). Механизм возникновения вывиха — чаще всего непрямое значительное усилие, при условии, когда бедро внезапно резко ротируется внутрь и приводится, а также при значительном прямом силовом воздействии (падения у альпинистов, горнолыжников, мото- и автоспортсменов и др.).

Травматический вывих надколенника возникает чаще всего вследствие падения на коленный сустав, при ударе твердым предметом по коленному суставу или при изменении тяги мышц-разгибателей голени. Большое значение для вывиха имеет ряд предрасполагающих моментов: отношение голени кнаружи, более развитый внутренний мыщелок бедра и неправильное направление четырехглавого разгибателя голени по отношению к связке надколенника. Вывихи надколенника происходят чаще у женщин. Отмечается латеральное смещение, что связано с Х-образным положением нижних конечностей (см. рис. 16.2) и тягой четырехглавой мышцы бедра в соответствии с параллелограммом сил.

Подтаранный вывих стопы. Вывих происходит в таранно-пяточном и таранно-ладьевидном сочленениях в случаях непрямого механизма травмы. При подтаранном вывихе стопа чаще всего смещается внутрь или назад и внутрь — внутренний и задне-внутренний вывих (рис. 18.30).

Перелом шейки бедра чаще встречается у пожилых людей. Это связано с уменьшением шеечно-диафизарного угла, плохим кровоснабжением (артерия круглой связки, как правило, облитерирована). Шеечно-диафизарный угол у пожилых людей с годами уменьшается, в связи с этим большая нагрузка приходится на шейку бедра, поэтому легко возникает ее перелом.

Рис. 18.29. Типичные спортивные травмы и повреждения в результате чрезмерной нагрузки на таз и нижние конечности

(за исключением коленного сустава):

1 — таз; 2 — отрывные переломы (спринт, спортивные игры); 3 — мышцы бедра; 4 — мышечные грыжи, разрывы мышц (частичные) — спринт, спортивные игры; 5 — разрыв ахиллова сухожилия (полный, неполный); б—бег, спортивные игры (быстрое наступление), гимнастика (соскок со снаряда); 7 — торсионный перелом средней трети большеберцовой кости; 8 — футбол; 9 — поперечный перелом большеберцовой кости по краю обуви; 10 — скоростной спуск на лыжах; 11 — повреждения связок в верхнем отделе голеностопного сустава (чаще всего передней тараннома-лоберцовой связки); 12 — бег, прыжки, все виды игры с мячом, гимнастика, лыжные гонки; 13— гребень лобковой кости, бугорок лобковой кости; 14 — футбол, бег; 75 — ветвь седалищной кости; 16 — футбол, бег; 17 — бугристость большеберцовой кости; 18 — футбол, прыжки; 19 — периостоз краевых поверхностей большеберцовой кости; 20 — бег, прыжки, ходьба; 21 — ахиллодиния (паратендинит ахиллова сухожилия); 22 — бег, прыжки, гимнастика; 23 — хроническое растяжение в верхнем отделе голеностопного сустава; 24 — бег, прыжки, все виды игр с мячом, гимнастика, лыжные гонки; 25 — артроз предплюсны; 26 — футбол, прыжки; 27 — стрессовый перелом плюсны (маршевый перелом); 28 — футбол, прыжки, бег, ходьба (К. Франке, 1981)

 

Рис. 18.30. Подтаранные вывихи стопы: а — внутренний, б — задневнутренний

 

Переломы диафиза бедра. Также как и при других диафизарных переломах, переломы бедра возможны при различных вариантах прямого и непрямого механизмов травмы. Направлением и точкой приложения травмирующего действия определяются характер и уровень перелома.

Соответственно уровню перелома различают переломы бедра в верхней, средней и нижней третях (рис. 18.31).

Рис. 18.31. Типичное смещение отломков бедра: а — в верхней трети, б —в средней трети, в — в нижней трети

 

Частота переломов голени в среднем колеблется в пределах 30\%. Наиболее часты переломы голени в нижней трети. Переломы могут быть открытыми и закрытыми, в зависимости от механизма травмы (рис. 18.32).

Чаще встречается перелом обеих костей. На характер перелома, его конфигурацию и наличие смещения в той или иной степени влияет не только механизм травмы, но и мышечная тракция.

Механизм травмы может быть прямым и непрямым (рис. 18.33). Выделяют три подгруппы переломов: супинационные, пронационные и сгибательно-разгибательные переломы (рис. 18.34).

 

 

Рис. 18.32. Механизм повреждения костей голени:

а — прямой удар, б,— поворот тела при фиксированной стопе,

в — вертикальная нагрузка, г — подворачивание ноги

 

 

 

Рис. 18.33. Механизм травмы в области голени на примере травмы при скоростном спуске на лыжах

(noW. Bandi, 1970):

а — современная лыжная обувь, фиксирующая голеностопный сустав, вызывает три вида травм: в области верхнего края ботинка, компрессию переднего края большеберцовой кости, разрыв ахиллова сухожилия; б, в — направление нагрузки при свободном спуске и столкновении с препятствием

 

 

Рис. 18.34. Виды переломов костей голени в области голеностопного сустава:

а — супинационные переломы, б — пронационные переломы,

в — сгибательно-разгибательные переломы

 

При супинационных переломах стопа, поворачиваясь внутрь, натягивает связки, соединяющие латеральную лодыжку с костями стопы, что влечет за собой отрыв наружной лодыжки. Если травмирующая сила продолжает действовать, внутренняя боковая поверхность таранной кости упирается во внутреннюю лодыжку, отламывая ее под углом снизу вверх.

Переломы лодыжек довольно частая травма в спорте. В зависимости от механизма и длительности травмирующей силы переломы этого вида могут быть в самых различных сочетаниях: изолированные переломы одной или двух лодыжек, двух лодыжек с отрывом заднего или переломом переднего краев большеберцовой кости, с подвывихом или вывихом стопы в различных направлениях, которые могут сопровождаться разрывом синдесмоза.

Пронационные переломы возникают в результате пронации стопы. При этом связки, идущие от медиальной лодыжки к костям стопы, натягиваются и отрывают внутреннюю лодыжку (иногда разрываются и сами связки).

Пронационные переломы часто сопровождаются повреждением межберцового сочленения.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 |