Диагностика на човешката стойка

На съвременното ниво на познание терминът „конституция“ отразява единството на морфологичната и функционалната организация на човек, отразено в индивидуалните характеристики на неговата структура и функции. Техните промени са реакция на организма към постоянно променящите се фактори на околната среда. Те се изразяват в особеностите на развитието на компенсаторно-адаптивните механизми, формирани в резултат на индивидуалното изпълнение на генетичната програма под влияние на специфични фактори на околната среда (включително социални).

За да се обективизира методологията за измерване на геометрията на човешкото тяло, отчитайки относителността на неговите пространствени координати, в практиката на изучаване на движенията е въведена соматичната координатна система на човешкото тяло на Лапутин (1976 г.).

Най-удобното местоположение за центъра на соматичния координатен триедър е антропометричната лумбална точка 1i, разположена на върха на спинозния израстък на L прешлен (a-5). В този случай числовата координатна ос z съответства на посоката на истинската вертикала, осите x и y са разположени под прав ъгъл в хоризонталната равнина и определят движението в сагитална (y) и фронтална (x) посока.

В момента в чужбина, особено в Северна Америка, активно се развива ново направление - кинантропометрията. Това е нова научна специализация, която използва измервания за оценка на размера, формата, пропорциите, структурата, развитието и общата функция на човек, изучавайки проблеми, свързани с растежа, физическата активност, работоспособността и храненето.

Кинантропометрията поставя хората в центъра на изследването, позволявайки ни да определим техния структурен статус и различни количествени характеристики на геометрията на телесната маса.

За обективна оценка на много биологични процеси в тялото, свързани с неговата геометрия на масата, е необходимо да се знае специфичното тегло на веществото, от което се състои човешкото тяло.

Денситометрията е метод за оценка на общата плътност на човешкото тяло. Плътността често се използва като средство за оценка на мастната и безмаслената маса и е важен параметър. Плътността (D) се определя чрез разделяне на масата на обема на тялото:

D на тялото = телесна маса / телесен обем

За определяне на обема на тялото се използват различни методи, най-често чрез хидростатично претегляне или манометър за измерване на изместената вода.

При изчисляване на обема чрез хидростатично претегляне е необходимо да се направи корекция за плътността на водата, така че уравнението ще бъде следното:

D _тяло = P1/ { (P1-P2)/ x1-(x2+G1g}}

Където p1 е масата на тялото при нормални условия, p2 _е масата на тялото във вода, x1 е плътността на водата, x2 е остатъчният обем.

Количеството въздух в стомашно-чревния тракт е трудно за измерване, но поради малкия му обем (приблизително 100 мл), може да се пренебрегне. За съвместимост с други скали за измерване, тази стойност може да се коригира за височина, като се умножи по (170,18 / Височина)3.

Денситометрията е най-добрият метод за определяне на телесния състав в продължение на много години. Новите методи обикновено се сравняват с нея, за да се определи тяхната точност. Слабото място на този метод е зависимостта на показателя за телесна плътност от относителното количество мазнини в тялото.

Когато се използва двукомпонентен модел за телесен състав, е необходима висока точност, за да се определи плътността на телесните мазнини и чистата телесна маса. Стандартното уравнение на Сири най-често се използва за преобразуване на телесната плътност за определяне на телесните мазнини:

% телесни мазнини = (495/ Dbody) - 450.

Това уравнение приема относително постоянна плътност на мазнините и чистата телесна маса при всички индивиди. Всъщност, плътността на мазнините в различните области на тялото е практически идентична, като общоприетата стойност е 0,9007 g cm ^-3. Определянето на плътността на чистата телесна маса (D), която е 1,1 според уравнението на Сири, обаче е по-проблематично. За да се определи тази плътност, се приема, че:

• плътността на всяка тъкан, включително нетната телесна маса, е известна и остава постоянна;
• Във всеки тип тъкан делът на нетната телесна маса е постоянен (например се приема, че костите съставляват 17% от нетната телесна маса).

Съществуват и редица полеви методи за определяне на телесния състав. Методът на биоелектричния импеданс е проста процедура, която отнема само 5 минути. Четири електрода се поставят върху тялото на изследваното лице - на глезена, стъпалото, китката и гърба на ръката. Незабележим ток преминава през тъканите през детайлните електроди (на ръката и стъпалото) до проксималните електроди (китката и глезена). Електрическата проводимост на тъканта между електродите зависи от разпределението на водата и електролитите в нея. Постната телесна маса съдържа почти цялата вода и електролити. В резултат на това проводимостта на постната телесна маса е значително по-висока от тази на мастната маса. Мастната маса се характеризира с висок импеданс. По този начин количеството ток, преминаващ през тъканите, отразява относителното количество мазнини, съдържащи се в дадена тъкан.

Този метод преобразува показанията на импеданса в показания за относителни телесни мазнини.

Методът на инфрачервено взаимодействие е процедура, базирана на принципите на абсорбцията и отражението на светлината, използваща инфрачервена спектроскопия. Сензор се поставя върху кожата над мястото на измерване, изпращайки електромагнитно лъчение през централен сноп от оптични влакна. Оптичните влакна по периферията на същия сензор абсорбират енергията, отразена от тъканта, която след това се измерва с помощта на спектрофотометър. Количеството отразена енергия показва състава на тъканта директно под сензора. Методът се характеризира с доста висока степен на точност при измерване в няколко области.

Многобройни измервания на пространственото разположение на телесните биовръзки са извършени от изследователи върху трупове. През последните 100 години са дисектирани около 50 трупа, за да се изследват параметрите на човешките телесни сегменти. В тези изследвания труповете са замразявани, дисектирани по осите на въртене в ставите, след което сегментите са претегляни, позициите на центровете на масата (ЦМ) на връзките и техните моменти на инерция са определяни главно с помощта на добре познатия метод на физическото махало. Освен това са определени обемите и средните плътности на тъканите на сегментите. Изследвания в тази посока са проведени и върху живи хора. В момента се използват редица методи за определяне на геометрията на телесната маса по време на живота: потапяне във вода; фотограметрия; внезапно освобождаване; претегляне на човешкото тяло в различни променящи се пози; механични вибрации; радиоизотопно моделиране; физическо моделиране; метод на математическо моделиране.

Методът на потапяне във вода ни позволява да определим обема на сегментите и техния обемен център. Чрез умножаване по средната плътност на тъканите на сегментите, специалистите изчисляват масата и местоположението на центъра на масата на тялото. Това изчисление се прави, като се вземе предвид предположението, че човешкото тяло има еднаква плътност на тъканите във всички части на всеки сегмент. Подобни условия обикновено се прилагат и при използване на фотограметричния метод.

При методите на внезапно освобождаване и механични вибрации, един или друг сегмент от човешкото тяло се движи под действието на външни сили, а пасивните сили на връзките и мускулите антагонисти се приемат за равни на нула.

Методът за претегляне на човешкото тяло в различни променящи се пози е критикуван, тъй като грешките, внесени от данните, взети от резултатите от изследвания върху трупове (относителното положение на центъра на масата спрямо надлъжната ос на сегмента), дължащи се на смущения от дихателните движения, както и неточност при възпроизвеждането на позите при многократни измервания и определяне на центровете на въртене в ставите, достигат големи стойности. При многократни измервания коефициентът на вариация при такива измервания обикновено надвишава 18%.

Радиоизотопният метод (метод на гама сканиране) се основава на добре познатия физичен принцип за отслабване на интензитета на тесен моноенергиен лъч гама лъчение, когато той преминава през определен слой от някакъв материал.

Вариантът на радиоизотопния метод се основаваше на две идеи:

• увеличаване на дебелината на детекторния кристал за подобряване на чувствителността на устройството;
• отказ от тесен лъч гама-лъчение. По време на експеримента в изследваните лица бяха определени масово-инерционните характеристики на 10 сегмента.

С напредването на сканирането бяха записани координатите на антропометричните точки, които служат като индикатори за границите на сегментите и местоположението на равнините, разделящи един сегмент от друг.

Използван е методът на физическо моделиране чрез изработване на отливки на крайниците на изследваните лица. След това върху гипсовите им модели са определени не само моментите на инерция, но и локализацията на центровете на масата.

Математическото моделиране се използва за приближаване на параметрите на сегменти или на цялото тяло. При този подход човешкото тяло се представя като набор от геометрични компоненти, като сфери, цилиндри, конуси и др.

Харлес (1860) е първият, който предлага използването на геометрични фигури като аналози на сегментите на човешкото тяло.

Ханаван (1964) предлага модел, който разделя човешкото тяло на 15 прости геометрични фигури с еднаква плътност. Предимството на този модел е, че изисква малък брой прости антропометрични измервания, за да се определи позицията на общия център на масата (ОЦМ) и моментите на инерция във всяка позиция на връзките. Три предположения, които обикновено се правят при моделиране на сегменти на тялото, обаче ограничават точността на оценките: сегментите се приемат за твърди, границите между сегментите се приемат за ясни и сегментите се приемат за еднаква плътност. Въз основа на същия подход, Хаце (1976) разработва по-подробен модел на човешкото тяло. Неговият 17-звенен модел изисква 242 антропометрични измервания, за да отчете индивидуализацията на телесната структура на всеки човек. Моделът подразделя сегментите на малки масови елементи с различни геометрични структури, което позволява детайлно моделиране на вариациите на формата и плътността на сегментите. Освен това, моделът не прави предположения за двустранна симетрия и отчита особеностите на мъжката и женската телесна структура, като коригира плътността на някои части на сегментите (според съдържанието на подкожната основа). Моделът отчита промените в морфологията на тялото, например причинени от затлъстяване или бременност, а също така позволява симулиране на особеностите на телесната структура на децата.

За да се определят частичните (парциални, от латинската дума pars - част) размери на човешкото тяло, Губа (2000) препоръчва да се начертаят референтни линии (refer - ориентир) върху неговите биовръзки, разграничаващи функционално различни мускулни групи. Тези линии се начертават между костни точки, определени от автора по време на измервания, направени по време на дисекция и диоптрография на трупен материал, а също така се проверяват по време на наблюдения на типични движения, извършвани от спортисти.

Авторът препоръчва да се начертаят следните референтни линии върху долния крайник. На бедрото - три референтни линии, разделящи мускулните групи, които разгъват и сгъват колянната става, и сгъват и аддуктират бедрото в тазобедрената става.

Външният вертикал (EV) съответства на проекцията на предния ръб на бицепса феморис. Той се прокарва по задния ръб на големия трохантер по външната повърхност на бедрото до средата на страничния епикондил на бедрената кост.

Предният вертикал (AV) съответства на предния ръб на дългия адукторен мускул в горната и средната трета на бедрото и на сарториусния мускул в долната трета на бедрото. Той се прокарва от срамния туберкул до вътрешния епикондил на бедрената кост по антеро-вътрешната повърхност на бедрото.

Задният вертикал (3B) съответства на проекцията на предния ръб на полусухожилния мускул. Той се изтегля от средата на седалищния бугор до вътрешния епикондил на бедрената кост по задната вътрешна повърхност на бедрото.

На пищяла са начертани три референтни линии.

Външният вертикал на крака (EVL) съответства на предния ръб на дългия перонеус мускул в долната му трета. Той се изтегля от върха на главата на фибулата до предния ръб на страничния малеол по външната повърхност на крака.

Предният вертикал на тибията (AVT) съответства на гребена на тибията.

Задният вертикал на крака (PVT) съответства на вътрешния ръб на тибията.

На рамото и предмишницата са начертани две референтни линии. Те разделят флексорите на рамото (предмишницата) от екстензорите.

Външният вертикал на рамото (EVS) съответства на външния жлеб между бицепсовия и трицепсовия мускул на рамото. Изпълнява се с ръка, спусната от средата на акромиалния израстък до външния епикондил на раменната кост.

Вътрешното вертикално рамо (IVA) съответства на медиалния хумерален жлеб.

Външната вертикална линия на предмишницата (EVF) се изтегля от външния епикондил на раменната кост до стилоидния израстък на лъчевата кост по външната му повърхност.

Вътрешната вертикална предмишница (IVF) се изтегля от вътрешния епикондил на раменната кост до стилоидния израстък на лакътната кост по вътрешната ѝ повърхност.

Разстоянията, измерени между референтните линии, ни позволяват да преценим експресията на отделните мускулни групи. По този начин, разстоянията между PV и HV, измерени в горната трета на бедрото, ни позволяват да преценим експресията на флексорите на тазобедрената става. Разстоянията между същите линии в долната трета ни позволяват да преценим експресията на екстензорите на колянната става. Разстоянията между линиите на пищяла характеризират експресията на флексорите и екстензорите на стъпалото. Използвайки тези дъгови размери и дължината на биолинка, можем да определим обемните характеристики на мускулните маси.

Положението на GCM (цифровия център на масата) на човешкото тяло е изследвано от много изследователи. Както е известно, локализацията му зависи от разположението на масите на отделните части на тялото. Всякакви промени в тялото, свързани с движението на неговите маси и нарушаването на предишното им съотношение, променят и положението на центъра на масата.

Положението на общия център на масата е определено за първи път от Джовани Алфонсо Борели (1680), който в книгата си „За движението на животните“ отбелязва, че центърът на масата на човешкото тяло, в изправено положение, се намира между седалището и пубиса. Използвайки метода на балансиране (лост от първи клас), той определя местоположението на общия център на масата върху трупове, като ги поставя върху дъска и я балансира върху остър клин.

Харлес (1860) определя положението на общия център на масата върху отделни части на труп, използвайки метода на Борели. След това, знаейки положението на центровете на масата на отделни части на тялото, той геометрично сумира гравитационните сили на тези части и определя положението на центъра на масата на цялото тяло в дадената му позиция от чертежа. Бернщайн (1926) използва същия метод, за да определи фронталната равнина на общия център на масата на тялото, и за същата цел прилага профилна фотография. Той използва лост от втори клас, за да определи положението на общия център на масата на човешкото тяло.

Много е направено за изучаване на положението на центъра на масата от Брауне и Фишер (1889), които провеждат своите изследвания върху трупове. Въз основа на тези изследвания те определят, че центърът на масата на човешкото тяло се намира в областта на таза, средно на 2,5 см под сакралния нос и на 4-5 см над напречната ос на тазобедрената става. Ако торсът е избутан напред, когато стои прав, тогава вертикалата на ГЦМ на тялото преминава пред напречните оси на въртене на тазобедрените, колянните и глезенните стави.

За да се определи положението на ЦМ на тялото за различни позиции на тялото, е конструиран специален модел, базиран на принципа на използване на метода на главните точки. Същността на този метод е, че осите на спрегнатите връзки се приемат за оси на наклонената координатна система, а ставите, свързващи тези връзки, се приемат с център за начало на координатите. Бернщайн (1973) предлага метод за изчисляване на ЦМ на тялото, използвайки относителното тегло на отделните му части и положението на центровете на масата на отделните връзки на тялото.

Иваницки (1956) обобщава методите за определяне на индекса на телесна маса на човека, предложени от Абалаков (1956) и базирани на използването на специален модел.

Стукалов (1956) предлага друг метод за определяне на общата маса на човешкото тяло. Според този метод се изработва човешки модел, без да се отчита относителната маса на частите на човешкото тяло, но с посочване на положението на центъра на тежестта на отделните звена на модела.

Козирев (1963) разработва устройство за определяне на ЦМ на човешкото тяло, чиято конструкция се основава на принципа на действие на затворена система от лостове от първи клас.

За да изчисли относителното положение на КС, Зациорски (1981) предлага регресионно уравнение, в което аргументите са съотношението на масата на торса към телесната маса (x1) и съотношението на средногръдния предно-задния диаметър към диаметъра на тазовия гребен (x2 ₎. Уравнението има вида:

Y = 52,11 + 10,308x + _0,949x²

Райцина (1976) предлага уравнение за множествена регресия (R = 0.937; G = 1.5), за да определи височината на позицията на мускулната маса (CM) при жени спортистки, включващо като независими променливи данни за дължината на краката (x, cm), дължината на тялото в легнало положение (x, ₂ cm) и ширината на таза (x, cm):

Y = -4,667 _Xi + 0,289x² ₊ 0,301x³ _. (3,6)

Изчисляването на относителните стойности на теглото на сегментите на тялото се използва в биомеханиката от 19-ти век.

Както е известно, моментът на инерция на система от материални точки спрямо оста на въртене е равен на сумата от произведенията на масите на тези точки по квадратите на техните разстояния до оста на въртене:

Показателите, характеризиращи геометрията на телесните маси, включват също центърът на телесния обем и центърът на телесната повърхност. Центърът на телесния обем е точката на приложение на резултантната сила на хидростатичното налягане.

Центърът на телесната повърхност е точката на приложение на резултантните сили на околната среда. Центърът на телесната повърхност зависи от позата и посоката на околната среда.

Човешкото тяло е сложна динамична система, следователно пропорциите, съотношението на размерите и масите на тялото му през целия живот постоянно се променят в съответствие със законите на проявление на генетичните механизми на неговото развитие, както и под влияние на външната среда, техно-биосоциалните условия на живот и др.

Неравномерният растеж и развитие на децата се отбелязва от много автори (Аршавски, 1975; Балсевич, Запорожан, 1987-2002; Грим, 1967; Куц, 1993, Круцевич, 1999-2002), които обикновено свързват това с биологичните ритми на развитието на организма. Според техните данни, през периода

Най-голямото увеличение на антропометричните показатели за физическо развитие при децата е съпроводено с повишаване на умората, относително намаляване на работоспособността, двигателната активност и отслабване на общата имунологична реактивност на организма. Очевидно е, че в процеса на развитие на младия организъм се запазва генетично фиксирана последователност на структурно-функционално взаимодействие в определени времеви (възрастови) интервали. Смята се, че именно това би трябвало да определя необходимостта от повишено внимание от страна на лекари, учители и родители към децата през такива възрастови периоди.

Процесът на биологично съзряване на човек обхваща дълъг период - от раждането до 20-22 години, когато растежът на тялото е завършен, протича окончателното формиране на скелета и вътрешните органи. Биологичното съзряване на човек не е планиран процес, а протича хетерохронно, което се проявява най-ясно още при анализа на формирането на тялото. Например, сравнението на темповете на растеж на главата и краката на новородено и възрастен показва, че дължината на главата се удвоява, а дължината на краката - пет пъти.

Обобщавайки резултатите от проучвания, проведени от различни автори, можем да представим някои повече или по-малко специфични данни за свързаните с възрастта промени в дължината на тялото. Така, според специализираната литература, се смята, че надлъжните размери на човешкия ембрион са приблизително 10 мм до края на първия месец от вътрематочния период, 90 мм до края на третия и 470 мм до края на деветия. На 8-9 месеца плодът запълва маточната кухина и растежът му се забавя. Средната дължина на тялото на новородените момчета е 51,6 см (варира в различните групи от 50,0 до 53,3 см), момичетата - 50,9 см (49,7-52,2 см). Като правило, индивидуалните разлики в дължината на тялото на новородените по време на нормална бременност са в рамките на 49-54 см.

Най-голямо увеличение на дължината на тялото при децата се наблюдава през първата година от живота. В различните групи тя варира между 21 и 25 см (средно 23,5 см). До едногодишна възраст дължината на тялото достига средно 74-75 см.

В периода от 1 година до 7 години, както при момчетата, така и при момичетата, годишните увеличения на дължината на тялото постепенно намаляват от 10,5 до 5,5 см годишно. От 7 до 10 години дължината на тялото се увеличава средно с 5 см годишно. От 9-годишна възраст започват да се появяват половите различия в темповете на растеж. При момичетата особено забележимо ускорение на растежа се наблюдава между 10 и 15 години, след това надлъжният растеж се забавя, а след 15 години рязко се забавя. При момчетата най-интензивен растеж на тялото се наблюдава от 13 до 15 години, а след това също настъпва забавяне на процесите на растеж.

Максималният темп на растеж се наблюдава по време на пубертета при момичетата на възраст между 11 и 12 години, а при момчетата - 2 години по-късно. Поради различното време на настъпване на пубертетното ускорение на растежа при отделните деца, средната стойност на максималния темп е донякъде подценена (6-7 см годишно). Индивидуалните наблюдения показват, че максималният темп на растеж при повечето момчета е 8-10 см, а при момичетата - 7-9 см годишно. Тъй като пубертетното ускорение на растежа при момичетата започва по-рано, се случва така нареченото „първо пресичане“ на кривите на растежа - момичетата стават по-високи от момчетата. По-късно, когато момчетата навлязат във фазата на пубертетно ускорение на растежа, те отново изпреварват момичетата по дължина на тялото („второто пресичане“). Средно при децата, живеещи в градовете, пресичанията на кривите на растежа се случват на 10 години 4 месеца и 13 години 10 месеца. Сравнявайки кривите на растежа, характеризиращи дължината на тялото на момчетата и момичетата, Куц (1993) посочва, че те имат двойно пресичане. Първото пресичане се наблюдава от 10 до 13 години, второто - на 13-14. Като цяло, моделите на процеса на растеж са еднакви в различните групи и децата достигат определено ниво на окончателен телесен размер приблизително по едно и също време.

За разлика от дължината, телесното тегло е много лабилен показател, реагиращ сравнително бързо и променящ се под влияние на екзогенни и ендогенни фактори.

Значително увеличение на телесното тегло се наблюдава при момчетата и момичетата по време на пубертета. През този период (от 10-11 до 14-15 години) момичетата имат по-голямо телесно тегло от момчетата, а наддаването на телесно тегло при момчетата става значително. Максималното увеличение на телесното тегло и за двата пола съвпада с най-голямото увеличение на дължината на тялото. Според Чтецов (1983) от 4 до 20 години телесното тегло на момчетата се увеличава с 41,1 кг, докато телесното тегло на момичетата се увеличава с 37,6 кг. До 11 години момчетата имат по-голямо телесно тегло от момичетата, а от 11 до 15 години момичетата са по-тежки от момчетата. Кривите на изменението на телесното тегло при момчетата и момичетата се пресичат два пъти. Първото пресичане се случва на 10-11 години, а второто на 14-15.

При момчетата се наблюдава интензивно покачване на телесното тегло в периода 12-15 години (10-15%), при момичетата - между 10 и 11 години. При момичетата интензивността на покачване на телесното тегло настъпва по-енергично във всички възрастови групи.

Изследванията, проведени от Губа (2000), позволиха на автора да идентифицира редица характеристики на растежа на биолинковете на човешкото тяло в периода от 3 до 18 години:

• Размерите на тялото, разположени в различни равнини, се увеличават синхронно. Това се вижда особено ясно при анализ на интензивността на растежните процеси или по показателя за увеличение на дължината на година, свързано с общото увеличение през периода на растеж от 3 до 18 години;
• В рамките на единия крайник се наблюдава редуване на скоростта на растеж на проксималния и дисталния край на биолинковете. С наближаването на зряла възраст разликата в скоростта на растеж на проксималния и дисталния край на биолинковете непрекъснато намалява. Същият модел е открит от автора в процесите на растеж на човешката ръка;
• Разкрити са два скока в растежа, характерни за проксималния и дисталния край на биолинковете, те съвпадат по величината на увеличението, но не съвпадат във времето. Сравнението на растежа на проксималните краища на биолинковете на горните и долните крайници показа, че от 3 до 7 години горният крайник расте по-интензивно, а от 11 до 15 години - долният крайник. Разкрита е хетерохрония на растежа на крайниците, т.е. наличието на краниокаудален растежен ефект, който е ясно разкрит в ембрионалния период, се потвърждава в постнаталната онтогенеза.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]