Настольная книга остеопата. Основы биомеханики движения тела

Паттерны мышечной активности, наблюдаемые как ответ на возмущение, используются для противодействия силам, которые изменяют равновесие тела в положении стоя. В данном разделе рассматриваются действия как внешних, так и внутренних сил на тело и его сегменты, что дает возможность понять, как сохраняются статические положения тела. Внешние силы, которые мы будем рассматривать, следующие: инерция, гравитация и сила реакции опоры (СРО). Внутренние силы связаны с мышечной деятельностью и пассивным натяжением связок, сухожилий, капсул суставов и других мягких тканей. В соответствии с определением равновесия, приведенным в ч. I, чтобы тело находилось в равновесии, внешние и внутренние силы должны быть сбалансированы, и сумма все сил и крутящих моментов, действующих на тело и его сегменты, должна быть равна нулю. Тело старается достичь и сохранить состояние равновесия в положении стоя при помощи минимальных затрат энергии: оно старается удержать ЦТ тела над ПО, а голову — в таком положении, чтобы взгляд был правильно направлен.

4.1. Сила инерции и сила тяжести

В целом силой инерции в статических позах можно пренебречь, поскольку ускорение или ничтожно мало, или отсутствует вообще, за исключением постуральных колебаний. В положении стоя тело всегда выполняет колебательные движения, называемые постуральными колебаниями или «колебательным конвертом». Диапазон такого конверта при нормальном положении стоя и расстоянии между стопами около 10,16 см, может быть до 12° в сагиттальной плоскости и до 16° во фронтальной плоскости. Инерционные силы, которые могут возникнуть при этих колебаниях, при анализе сил, действующих в статических положениях, обычно не рассматривают. Однако динамические силы надо учитывать при анализе всех динамических положений тела, таких как ходьба, бег и бег трусцой.

Сила тяжести действует книзу от ЦТ тела. В статическом положении стоя вертикальная проекция ЦТ тела (ЛСТ) находится в пределах ПО, которая обычно является пространством, ограниченным двумя стопами (см. рис. 3.1). В динамических положениях, таких, как ходьба и бег, проекция ЛСТ находится за пределами стоп в течение значительного времени, что делает тело неустойчивым во время выполнения всей этой части двигательной задачи. При статическом положении стоя проекция ЛСТ должна находиться в пределах ПО, тогда тело будет в равновесии.

4.2. Силы реакции опоры

В любой момент, когда тело осуществляет контакт с опорой (почвой), опора отталкивает его обратно. Эта сила известна как сила реакции опоры (СРО). СРО является результирующей силой, обычно состоящей из трех компонентов: вертикального силового компонента и двух горизонтальных силовых компонентов. Одна из двух горизонтальных сил действует в медиальном/латеральном направлении, другая — в переднезаднем направлении. Вектор (результирующей) силы реакции опоры (ВСРО) в положении стоя по величине равен силе тяжести, но противоположен ей по направлению. ВСРО указывает на величину и направление силы, действующей на стопу. Точкой приложения ВСРО в теле является центр давления (ЦД), который при стойке на одной ноге находится в стопе и между стопами при стойке на двух ногах. Если человек выполняет стойку на руках, ЦД будет находиться между кистями. ЦД, как и ЦТ, является теоретической точкой, в которой, как считается, действует сила, хотя на поверхность тела, находящуюся в контакте с опорой, могут действовать силы практически по всей контактной поверхности. Траекторию ЦД, которая определяет степень колебательного конверта, можно определить графиком ЦД с равными интервалами. Человек при этом стоит на тензометрической платформе (рис. 4.1).

Рис. 4.1.Траектория центра давления при вертикальной осанке:

_{a — график движения ЦТ человека, стоящего на тензометрической платформе. Прямоугольник представляет собой контур тензометрической платформы. Траектория показывает нормальный ритмический переднезадний «конверт колебаний» во время удержания положения стоя в течение примерно 30 с; b — траектория ЦТ показывает относительно бесконтрольные постуральные колебания}

ВСРО и ЛСТ в положении стоя обладают совпадающими линиями действия. На рис. 2.19 (часть I) ВСРО и ЛСТ являются частью одной и той же системы линейных сил. Во многих динамических состояниях пересечение ЛСТ с опорной поверхностью может не совпадать с точкой приложения ВСРО. Горизонтальное расстояние между точкой на поверхности опоры, где ЛСТ пересекается с опорой, и ЦТ (где действует ВСРО) указывает на величину момента, которому надо противодействовать для того, чтобы сохранить позу и удержать человека от падения.