Биомеханика суставов

Величина подвижности в суставах зависит от особенностей их строения. Степень подвижности определяется формой суставных поверхностей, зависит от их конгруэнтности. Чем больше соответствия между суставными поверхностями, тем меньше подвижность сустава. Например, плоский сустав является многоосным, но амплитуда движения в нем очень мала, т.к. высока степень соответствия поверхностей.

Каждое свободное тело имеет 6 степеней свободы. Три перемещения поступательного характера относительно осей X, Y, Z и три вращательных вокруг координатных осей.

Если тело закреплено в одной точке, его движения ограничены только вращением около трех осей, т.е. тело имеет 3 степени свободы.

Если тело закреплено в двух точках, то оно имеет одну степень свободы. И если тело закреплено в трех точках, то степень его свободы равна нулю.

Все звенья скелета связаны между собой таким образом, что максимальное количество степеней свободы, которым может обладать одно звено, по отношению к другому, смежному равно трем. Это относится к наиболее подвижным – шаровидным суставам. В них возможно движение (вращение) около трех взаимно перпендикулярных осей. Т.е. они обладают тремя степенями свободы и тремя степенями связанности. Общее количество осей, вокруг которых возможны вращения бесконечно.

Меньше подвижности в суставах с двумя степенями свободы и четырьмя степенями связанности – эллипсоидной и седловидной формы. В них можно провести 2 взаимно перпендикулярные оси вращения. Звенья в суставах с одной осью вращения (блоковидные и цилиндрические) имеют одну степень свободы и 5 степеней связанности.

Из всего многообразия движений вращательного характера рассматриваются только движения вокруг трех взаимно перпендикулярных осей вращения:

• фронтальной (поперечной) – сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости;
• сагиттальной (переднезадней) – приведение и отведение во фронтальной плоскости;
• вертикальной (продольной) – вращение (супинация – вращение наружу, пронация – внутрь).

Форма суставных поверхностей обуславливает количество осей вращения. В зависимости от этого суставы делятся на одноосные, двухосные, многоосные.

Форму суставной поверхности сравнивают с отрезком тела вращения. При этом каждая форма имеет определенное число осей движения.

Цилиндрические (лучелоктевые) и блоковидные (межфаланговые) суставы – одноосные. Винтообразный плечелоктевой сустав, частный случай блоковидного сустава, также – одноосный.

Двухосными являются – эллипсовидные (лучезапястный), мыщелковые (коленный, атлантозатылочный), седловидные (запястно-пястный сустав большого пальца кисти).

Многоосными являются – плоские (межзапястные), шаровидные (плечевой) и частный случай шаровидного – чашеобразный – тазобедренный сустав.