Строение сочленений не позволяет совершать движения в суставах по «принципу колеса», т. е. делать неограниченный поворот вокруг оси сустава в одну сторону. Поэтому почти все движения имеют возвратный характер. Возвратно-вращательные движения напоминают движения маятника вокруг оси, расположенной поперек биокинематической цепи (сгибание-разгибание) или продольно (супинация-пронация).
Определенное согласование вращательных движений в различных суставах биокинематической цепи позволяет конечным звеньям двигаться поступательно (кисть боксера при вращательных движениях в плечевом и локтевом суставах; туловище бегуна при отталкивании ногой). Пример возвратно-поступательного движения — работа пилой, напильником. В этих случаях угловые скорости противоположно направленных движений одинаковы (пара скоростей).
Наконец, в шаровидных суставах возможно сложное круговое движение, когда продольная ось звена описывает коническую поверхность. При этом согласуются два движения: самой продольной оси и звена вокруг этой оси. Только такое конусообразное движение и может выполняться без обязательных возвратных движений.
В возвратных движениях имеется критическая точка, в которой происходит смена направления движения (амортизации на отталкивание — в беге, заноса весла на гребковое движение — в гребле, замаха ракеткой на ударное движение — в теннисе). В каждом суставе направления и размах движений ограничены. Значит, звено в суставе может занимать не любое, а лишь анатомически возможное положение. Однако из бесчисленного множества возможных движений только малая часть вызвана потребностями человека и отвечает энергетическим требованиям. Эти движения отобраны и закрепились в человеческой практике как наиболее рациональные, стали привычными и общеупотребительными.
В биокинематических цепях тела человека движение может передаваться от звена к звену. Скорость, например, кисти при броске мяча может быть результатом движений ног и туловища, а также движений в суставах руки. Движение кисти в этом случае как бы составляется из движений других звеньев тела. Движение, обусловленное движениями ряда звеньев, в биомеханике называют составным.
Глава 7
ОБЩИЕ ПРИЗНАКИ И НАЧАЛО ХОДЬБЫ
Общие признаки.
Описательные термины, используемые для ненаучной характеристики походки, хорошо дают понятие образа индивидуальных ее особенностей, но не дают всей информации, необходимой для оценки человеческой функции. В наших исследованиях походки участвовали ученые из различных областей, которые дали нам подробные методы для ее анализа. Локомоции человека, или ходьбу, можно описать как поступательное движение всего тела, вызванное координированными, ротационными движениями сегментов тела. Нормальная ходьба ритмична и характеризуется попеременными пропульсивными и ретропульсивными движениями нижних конечностей. Попеременные движения нижних конечностей служат как опорой, так и средством передвижения головы, рук и туловища (ГРТ). ГРТ составляет около 75 % от общего веса тела. Голова и руки — около 25 %, соответственно 50 % приходится на туловище.Когда человек стоит, опорой ГРТ являются обе нижних конечности. При ходьбе ГРТ должны не только балансировать на одной ноге, происходит еще и перенос веса с одной ноги на другую. Вес ГРТ (75 % от всего веса тела) плюс вес переносимой нижней конечности (примерно еще 10 % от веса тела) во время одноопорной фазы должны удерживаться на одной ноге. Хотя одноопорная фаза чередуется с периодами, когда контакт с опорой осуществляют обе конечности, ходьба предъявляет к нижним конечностям значительно более высокие требования, чем статическое положение стоя. Чтобы человек пошел, он должен уметь удерживать ГРТ в равновесии в положении стоя, переносить вес ГРТ с одной ноги на другую, отрывать одну ногу от опоры и поочередно ставить ее впереди другой. Эти действия требуют координации, равновесия, нормальных кинестетических и проприорецепторных ощущений и целостности суставов и мышц.