ELEMENTY BIOMECHANIKI NARZĄDU RUCHU
1. Opisz biomechaniczne funkcje kręgosłupa
- amortyzacja
- przenoszenie obciążeń
- podporowa
2. Opisz kliniczne funkcje kręgosłupa
- narząd ruchu
- ochrona rdzenia kręgowego
- narząd podpory
3. Wyjaśnij pojecie „triady podparcia” w tym proporcje obciążeń
Triadę podparcia zwana także triada stawowa , składa się ona z trzech połączeń będących jednocześnie punktami podparcia, które stanowią dwa symetryczne stawy międzywyrostkowe i krążek międzykręgowy, triadę stawową wzmacniają więzadła i mięśnie, które zapewniają właściwą ruchomość kręgosłupa i jego funkcje.
Główne obciążenia prznosi krążek międzykręgowy, a zwłaszcza pierścień włóknisty, rozciągany przez jądro miażdżyste podczas przenoszenia nacisków osiowych.
Wyrostki stawowe przenoszą około 20% obciążeń i włączają się w proces przenoszenia obciążeń, gdy siły są większe niż 2000N.
4. Budowa i funkcje krążka międzykręgowego
Składa się z trzech elementów:
- płytki chrzęstne pokrywają środkowe części trzonów, oddzielając pierścień włóknisty od
trzonów kręgowych
- pierścień włóknisty składa się zazwyczaj z 10-16 włóknistych warstw, włókna te krzyżują
się ze sobą i przebiegają pod kątem 30 – 40 stopni do osi trzonu kręgowego
- jądro miażdżyste nieściśliwa substancja galaretowata
Krążek międzykręgowy pełni jednocześnie funkcję amortyzatora kręgosłupa i zapewnia mu ruchomość (jak łożysko kulkowe). Umożliwia zgięcie, prostowanie, ruchy boczne i obrotowe kręgosłupa. Dzięki dyskom kręgi nie ocierają się o siebie.
5. Maksymalne obciążenia kręgosłupa człowieka
Kręgosłup jest w stanie przenosić bardzo duże obciążenia i są to obciążenia od 4,5 kN ( 450kg) dla trzeciego kręgu szyjnego C3 (najdelikatniejszy, najmniej odporny na urazy, najmniej umięśniony i najbardziej podatny na rehabilitacje), aż do 8,3 kN (830kg) dla kręgu L4 (opracowanie wg Bella 1967r.).
6. Stabilizacja transpedikularna – szkic i charakterystyka
Metoda stabilizacji przy użyciu śrub transpedicularnych (przechodzą przez pedicla), Zastosowanie haków , prętów i płytek stabilizujących.
Metody:
- Harringtona
- płytki Luque’a
- system Hartshila
- system Caspra
- stabilizator Cotrela – Dubousseta
- stabilizator Klugera
- systemy Dero
7. Skolioza, definicja oraz patomechanizm
Skolioza była kiedyś nazywana bocznym skrzywieniem kręgosłupa. Z tamtego okresu pozostała aktualna jedynie definicja skoliozy, którą określamy jako zniekształcenie przekraczające 10° w płaszczyźnie czołowej, mierzone metodą Cobba, na zdjęciu rentgenowskim.
Patomechanizm rozwoju skoliozy związany jest wyłącznie ze stałym staniem na prawej kończynie dolnej już od pierwszych lat życia. Jako pierwsza powstaje lewostronna skolioza lędźwiowa, lędźwiowo-krzyżowa lub lędźwiowo-piersiowa. Czasami rozwija się skolioza piersiowa prawostronna, brak jest deformacji rotacyjnej (lub jest mała) oraz progresji (lub jest śladowa). Od czasu „stania na pkd każdego dnia” zależy moment pojawienia się skoliozy i jej zakres. Istnieją oczywiście dzieci ze skoliozami z pogranicza grupy I i II. W obu grupach deformacje kręgosłupa są więc zniekształceniami wtórnymi, kompensacyjnymi, wynikającymi z nieprawidłowości anatomicznych, asymetrii ruchów i asymetrii obciążeń związanych z biodrami, a dalej z wpływem na miednicę, kość krzyżową, kręgosłup lędźwiowy i piersiowy. Przykurcz odwiedzeniowy prawego biodra (strukturalny lub czynnościowy) związany jest z „zespołem przykurczów” noworodków i niemowląt (syndrome of contractures, Syndrom der Kontrakturen)
.Klasyfikacja wg Comba:
- skoliozy funkcjonalne (wady postawy)
- strukturalne (kostne, nerwowe, mięśni)
- idiomatyczne (niewiadomego pochodzenia)
8. Wypadnięcie dysku – szkic oraz podaj skutki kliniczne
Dysk uciska rdzeń kręgowy co może prowadzić do zaburzeń innych organów. Włącznie z paraliżem. Powoduje okropny ból.
Głównymi przyczynami przemieszczania się jądra miażdżystego jest utrata prawidłowych krzywizn kręgosłupa, brak dostatecznej koordynacji nerwowo-mięśniowej, co prowadzi do utraty fizjologicznej lordozy, co z kolei powoduje długotrwałe przemieszczanie się masy jądra miażdżystego (przeważnie do tyłu), w kierunku rdzenia i korzenia nerwowego.
Powierzchnie trzonów kręgowych zaciskają się z przodu i rozchodzą się z tyłu przepychając tym samym do tyłu masę dysku. Rozchodzące się powierzchnie tworzą lekkie podciśnienie, zasysając tym samym jądro miażdżyste w kierunku wypukłości.
Początkowo jądro tylko uciska mocno unerwiony pierścień włóknisty, przerywając jego strukturę osłabia go, uwypukla go do kanału międzykręgowego, w krytycznej chwili wydostaje się na zewnątrz. Dochodzi do wypadnięcia jądra do otworu międzykręgowego, do tej pory prawie w całości zajętego przez korzeń nerwowy. I tak korzeń zostaje uciśnięty przez przesunięte jądro miażdżyste
9. Segment ruchowy – budowa i jego funkcje
Podstawowa jednostka ruchowa kręgosłupa.
10. Rdzeń kręgowy – jego budowa i funkcje
Ośrodek większości odruchów oraz miejsce przewodzenia impulsów nerwowych do mózgi i z mózgu, łączy więc nadrzędne odcinki układu nerwowego z prawie całym organizmem. Przecięcie lub uszkodzenie rdzenia kręgowego przynosi poważne skutki od porażeń. Paraliż i dysfunkcję organów po śmierć (np. odcięcie ośrodka oddechowego – może prowadzić do uduszenia).
11. Prawo Wolfa i jego interpretacja biomechaniczna
Prawo Wolfa – struktura trabekularna tkanki kostnej w warunkach równowagi dostosowuje się do kierunków naprężeń głównych.
12. Podaj właściwości mechaniczne struktur korowej kości i kości gąbczastej
Tworzą blaszki i osteony z kanałami Haversa. Warstwy blaszek maja długość ok. 10-20 um. Kanały Haversa mają średnice od 30 – 70 um i zawierają naczynia odżywcze, nerwy oraz tkankę łączną. Zawiera dużo fosforanu wapnia, dzięki czemu kość jest sztywna i odporna na złamania. Tworzy przede wszystkim ramiona długich dźwigni w szkielecie - buduje trzony kości długich. W czasce współtworzy kości osłaniające mózgowie.
Nazywana belkowatą, składa się z krótkich, różnie zorientowanych beleczek kostnych (trabekuł).
13. Jaka jest sprawność układu mięśniowego człowieka?
Do codziennych czynności człowieka wykorzystywanych jest tylko 1/3 wszystkich mięśni, pozostałe 2/3 mięśni nie pobudzone przez ćwiczenia ruchowe mogą ulegać zanikowi. Zaniki mięśni mają wpływ na statykę stawów, choroby układu kostnego. Brak masy mięśniowej prowadzi do zmian strukturalnych w ścięgnach i więzadłach.
U mężczyzn mięśnie stanowią około 40% masy ciała a u kobiet około 35%.
14. Podaj równania i interpretacje czynności koncentrycznej oraz ekscentrycznej
Koncentryczna – praca dynamiczna
Ekscentryczna - praca statyczna
15. Stress shielding – opis zjawiska oraz czynników wpływających
Negatywna przebudowa tkanki kostnej, zanik odkształceń, najczęściej na skutek wszczepienia zbyt sztywnego implantu.
16. Współczesne metody rekonstrukcji krążka międzykręgowego – środki techniczne
Sztuczne krążki międzykręgowe:
- Charite
- Prestige
- Bryan
- Capstone – z peek’u
- Cervical disc system
- Boomerang
- Proteza „hydrauliczna” (żelowa część wewnętrzna zamknięta w polietylenowym koszyku)
17. Charakterystyka modelu Sototte’a obciążeń kręgosłupa.
Założeniem modelu Stotte’a jest to, że środek ciała pokrywa się ze środkiem ciężkości ciała, który jest podstawą do przyjmowania obciążeń działających na kręgosłup sił i obciążeń w rejonie danego kręgu.
18. Opisz zasady działania oraz zasadnicze różnica pomiędzy tomografią komputerową (TK) a jądrowym rezonansem magnetycznym (RM).Dzięki wykorzystaniu techniki obrazowania narządów za pomocą promieni rtg, wprowadzeniu nowych rozwiązań w elektronice i cyfrowej technice obliczeniowej dwa rodzaje tomografii: tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny, okazały się niezastąpionymi metodami diagnozowania.Wśród metod obrazowania narządów i tkanek o bardzo dużej dokładności i szczegółowości wymienia się tomografię komputerową (TK) i pokrewny jej rezonans magnetyczny (MR). Istotą obu tych technik wizualizacyjnych jest odwzorowanie narządów w przekrojach, warstwami, czyli wykonywanie zdjęć tomograficznych (tomos - dzielący, graphos - zapis). Dzięki nim można zlokalizować ognisko chorobowe nawet kilkumilimetrowej średnicy, a obrazy narządów przedstawić z dokładnością zbliżoną do obrazów przedstawianych w atlasie.Zarówno tomografia komputerowa, jak i rezonans magnetyczny, mimo wielu podobieństw, powstają jednak z wykorzystaniem różnych zjawisk fizycznych, z czego największe znaczenie ma:
· promieniowanie rentgenowskie X (w tomografii komputerowej), Zjawiskiem fizycznym wykorzystywanym w tomografii komputerowej jest promieniowanie X przechodzące przez obiekt znajdujący się na jego drodze. W odróżnieniu jednak od klasycznego prześwietlenia, w którym podstawowymi elementami są lampa rentgenowska, badany obiekt, błona radiologiczna, w tym rodzaju tomografii osłabienie wiązki promieniowania po przejściu przez ciało rejestruje specjalne urządzenie. Także w odróżnieniu od klasycznych badań radiologicznych dających obrazy, będące rzutem obiektów trójwymiarowych na płaszczyznę, tomografia komputerowa odwzorowuje przedmioty w obraz dwuwymiarowy.
· magnetyczny rezonans jądrowy (w znacznie bardziej skomplikowanej metodzie - tomografii rezonansem magnetycznym lub, mówiąc językiem potocznym, w rezonansie magnetycznym), Generalnie możliwość obrazowania w tym badaniu zachodzi m.in. dlatego, że chory podczas badania w pozycji leżącej na plecach wprowadzany jest do tunelu o jednorodnym i stałym polu magnetycznym. Wykorzystywana jest więc właściwość jąder wodoru. Mówiąc obrazowo - tworzona jest mapa rozkładu jąder atomowych wodoru w ciele człowieka. Jeśli sygnałom tym przypisze się odpowiednią skalę szarości, to ujawnią się one na ekranie monitora telewizyjnego i na zdjęciach jako obszary o różnym stopniu zaczernienia. Czasem wprowadza się dodatkowy kontrast: paramagnetyki, ferromagnetyki i diamagnetyki, w celu rozwinięcia zakresu badania.
19. Scharakteryzuj zjawisko osteoporozyOsteoporoza (rzeszotowienie kości) - to choroba charakteryzująca się postępującym ubytkiem masy kostnej i zmianą struktury przestrzennej kości. Osteoporoza występuje najczęściej u kobiet po menopauzie. Celem leczenia jest zwiększenie masy kostnej, zapobieganie jej ubytkowi i jest z tym związane zapobieganie złamaniom kości.Osteoporoza jest chorobą polegającą na postępującym ubytku masy kostnej i dezorganizacji mikroarchitektury szkieletu kostnego, tzn. struktury przestrzennej kości. Do pewnego stopnia ubytek ten u ludzi dorosłych jest zjawiskiem fizjologicznym, ponieważ po osiągnięciu (ok. 30. roku życia) tzw. szczytowej masy kostnej procesy resorpcji (utraty kości) zaczynają przeważać nad procesami syntezy (odbudowywania tkanki kostnej). Jednak ok. 50. roku życia rozpoczyna się, zwłaszcza u kobiet (z powodu istotnych zmian hormonalnych), faza przyspieszonej utraty masy kostnej. Według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia do grupy osteoporozy można kwalifikować aż 30% kobiet po menopauzie.Osteoporoza jest chorobą podstępną i początkowo przebiega na ogół bezobjawowo. W późniejszej fazie najbardziej spektakularnymi i dramatycznymi objawami osteoporozy są złamania kości, w tym niebezpieczne złamania szyjki kości udowej.20. Wykaż różnice pomiędzy robotem chirurgicznym a biomanipulatorem.Jak dla mnie robot wykonuje sam pewne czynności, a biomanipulator jest jedynie narzędziem w rekach lekarza. Tak wiec operacje przeprowadza lekarz własnymi rekami, ale przy użyciu manipulatora, a w przypadku robota, operacji dokonuje samo urządzenie odpowiednio zaprogramowane.21. Opisz zasadę i przebieg laparoskopiLaparoskopia służy do diagnostyki jamy otrzewnej, wykonywania biopsji oraz szeregu zabiegów. Do najbardziej popularnych należą: cholecystektomia laparoskopowa, fundoplikacja typu Nissena, appendektomia laparoskopowa (stosowana rzadziej, tylko w przypadku niepowikłanych zapaleń wyrostka robaczkowego), operacje laparoskopowe przepuklin, operacje laparoskopowe niewielkich torbieli jajnika.
Etapy zabiegu
· Przejście przez powłoki brzuszne - w tym celu wykonuje się najczęściej: minilaparotomię (najczęściej z dojścia pod pępkiem), wprowadza pozostałe trokary pod kontrolą wzroku (tj. po umieszczeniu laparoskopu wewnątrz jamy brzusznej), wykorzystuję tzw. igłę Veressa.
· Isuflacja - w celu wytworzenia dostatecznej przestrzeni i rozsunięcia organów, wtłacza się do brzucha odpowiednią ilości gazów.
· Wprowadzenie laparoskopu - umożliwia przekazywanie obrazu na ekran monitora.
· Wprowadzenie pozostałych narzędzi (w przypadku wykonywania zabiegu laparoskopowego)
22. Opisz efekt „płużenia” elementów śrubowych wszczepianych w kręgi.Następuje gdy śruba zostaje zbyt płytko wkręcona w kość. Dochodzi do jej obluzowania a następnie do żłobienia.23. Scharakteryzuj dystraktory Haringtona (szkic)
24. Jakie funkcje pełnią osteoblasty i osteoklasty, jakie są tu powiązania z mechaniką.Osteoblasty – są to komórki, które mają podstawowe znaczenie w tworzeniu i gojeniu kości (aktywizacja). Wytwarzają substancje międzykomórkowe tkanki kostnej. Po ukończeniu swojej funkcji i obmurowaniu się w jamie kostnej stają się osteocytami (komórkami kostnymi). Osteoblasty mają kształty wielokątne lub owalne, z licznymi wypustkami łączącymi się z wypustkami innych komórek.
Osteoklasty – są to tak zwane komórki kościogubne o rozmiarach kilkuset mikronów. Są to komórki wielojądrzaste, towarzyszące procesom resorpcji kości.
Jedną z ważniejszych jest mechaniczna funkcja kości w żywych organizmach, to jest oddziaływanie w roli układu dźwigowego w celu lokomocji, zapewnienia mocowania dla więzadeł, ścięgien, z którymi współpracują mięśnie. Mechaniczne własności materiału kostnego zależą od funkcji, jakie on spełnia, m.in. przenoszenie oraz umożliwienie ruchu.
25. Niestabilność kręgosłupa
Jest to czynnościowe i strukturalne osłabienie stabilności kręgosłupa (obejmujące również mięśnie i aparat więzadłowy) prowadzące do deformacji kręgosłupa. Niestabilność może być pourazowa, może zależeć od zmian zwyrodnieniowych oraz może występować na podłożu chorób niszczących stabilność kręgosłupa /czynniki jatrogenne, nowotwory, zapalenia/. Pierwszym objawem jest ból, nasilający się przy zmianach pozycji ciała. Z czasem w przypadku narastającej niestabilności może dochodzić do pojawienia się objawów neurologicznych. Rozpoznanie stawia się na podstawie zdjęć rtg wykonywanych w pozycji neutralnej oraz zdjęć czynnościowych (w przygięciu i przeproście).
26. Tłocznia brzuszna i klatka piersiowa mogą odciążać kręgosłup lędźwiowy - udowodnij.
Istotny udział w przenoszeniu obciążeń przez kręgosłup mają mięśnie przykręgowe, przyczepione do boków i wewnątrz dwóch komór, tj. jamy brzusznej i klatki piersiowej, oddzielonych przeponą. Pierwsza z nich jest wypełniona kombinacją stałych i płynnych substancji, druga zaś w dużej mierze powietrzem. Działanie mięśni przemienia te komory w cylindry o półsztywnych ścianach, wypełnione powietrzem oraz płynem zdolne do przekazywania skumulowanych sił odciążających kręgosłup. Siła wynikająca z podnoszenia ciężaru rękami jest przekazywana do kręgosłupa przez mięśnie pasa barkowego, przede wszystkim mięsień czworoboczny, miednicę, a częściowo przez sztywną klatkę piersiową i brzuch. Im większy ciężar się podnosi, tym większe jest działanie mięśni tułowia, piersi i brzucha; towarzyszy temu również powiększenie się ciśnienia w jamie brzusznej i piersiowej Działanie mięśni tułowia oraz ciśnienie występujące w jamach powoduje odciążenie kręgosłupa w części piersiowej o około 50%, a w części lędźwiowej o około 30%.
Tu pamiętaj żeby napisac, ze podstawowa forma rehabilitacji jest dlatego wzmacnianie gorsetu brzuszno-piersiowego-grzebitowego, w celu odciążenia struktur kostnych i przeniesieniu obciążeń na układ mięśniowy.
27. Materiały biodegradowalne – opisz i podaj zastosowania.
np. poliaktyd – tworzywo do wytwarzania implantów resorbujących się wewnątrz struktur autonomicznych; znajduje zastosowanie w osteosyntezie(połączenie kostne)
mogą być z niego wytwarzane biodegradowalne śruby, kostne płytki do osteosyntezy
w badaniach doświadczalnych na szczurach stwierdzono całkowita resorbcję implantu w okresie 5 lat
28. Opisz kinezyterapię.
Kinezyterapia to leczenie ruchem. Inne, mniej profesjonalne określenia, to gimnastyka lecznicza lub ćwiczenia usprawniające. Kinezyterapia jest jedną z metod fizjoterapii.
Obecnie kinezyterapię dzieli się na:
· miejscową, w której wszystkie oddziaływania dotyczą bezpośrednio narządu zmienionego chorobowo, a ich dobór zależy od stanu funkcjonalnego i zamierzonego celu:
o ćwiczenia bierne
o ćwiczenia czynno-bierne
o ćwiczenia samowspomagane
o ćwiczenia w odciążeniu
o ćwiczenia czynne
o ćwiczenia z oporem
o ćwiczenia prowadzone
o redresje (usuwanie przykurczów stawowych)
o wyciągi
o ćwiczenia synergistyczne
o ćwiczenia oddechowe
o ćwiczenia relaksacyjne
o pionizacja i nauka chodzenia
· ogólną - ćwiczenia nie objętych chorobą części ciała
o ćwiczenia ogólnokondycyjne
o ćwiczenia gimnastyki porannej
o ćwiczenia w wodzie
o sport inwalidów
· metody kinezyterapeutyczne - bardzo efektywne, specjalistyczne sposoby aplikowania ruchu, często rozbudowane oczęść diagnostyczną, korzystające ze specyficznych technik, stworzone w oparciu o najnowszą wiedzę z zakresu anatomii i fizjologii, biomechaniki. Opracowane z myślą o usuwaniu określonych dysfunkcji:
o PNF (odtwarzanie prawidłowej funkcji zaburzonej...
Annabel72