Erőhatások az ízületekben

1. Erőhatások az ízületekben

2. Forgatónyomaték k M=F•k 90˚ F m1=50kg m2=150kg k1=3m k2=1m = M1=m1•g•k1 M2=m2•g•k2 = 1500Nm Egyensúly esetén a forgatónyomatékok megegyeznek!

3. Példa Külső erő forgatónyomatéka Statikus helyzetben m r α mg k m= 5 kg r= 0,2 m α= 45 k = r • cos 45° k = 0,14 m M=7Nm Külső erő forgatónyomatéka a térdízületben

4. Tenisz szerva Példa F k=0.6m M=F•k k M=394.2Nm Külső erő forgatónyomatéka az ütő markolatánál

5. Az izomerő kiszámítása M = F • kF Mi = Fi• ki Fi F • kF= Fi• ki Fi =F • kF /ki ki kF F

6. Ftartó=mg/2 mg=600N Ftartó=mg/2=300N kF=75cm Mváll=Ftartó•k=225Nm k Mekkora lesz az izomerő? Fm Ftartó•k=Fm•km km=3cm (széles hátizom) Fm=7500N

7. r = 10 r = 10  = m r2 = 5 · 102 = 500 kg m2 m = 5 Tehetetlenségi nyomaték r = 10  = m r2 = 5 · 102 = 500 kg m2 m = 5  = m r2 = 10 · 102 = 1000 kg m2 m = 10 r = 20  = m r2 = 5 · 202 = 2000 kg m2 m = 5 M = β

8. Forgatónyomaték számítása dinamikus körülmények között Mozgás vízszintes síkban (gravitációs erőtől eltekintünk) Példa m= 5 kg l= 0,5 m m t= 0,05 s  = 45 = 0,785 rad l β= 314 1/s2= 314 rad/s2

9. Nyomaték egyensúly Nettó nyomaték = Mi – (MG1 + MG2) = 0 Mi = MG1 + MG2 Izometriás kontrakció Mi > MG1 + MG2 Koncentrikus kontrakció Mi < MG1 + MG2 Excentrikus kontrakció

10. Az emberi test kardinális síkjai A súlyponton mennek át és egymásra merőlegesek Frontális Tanszverzális Szagitális v. oldal

11. KARDINÁLISSÍKOK Izületi mozgás TENGELYEK Lateromedialv. szélességi Közelítés - távolítás FRONTÁLIS Anteroposterior v. mélységi feszítés - hajlítás OLDAL Hosszúsági TRANSZVERZÁLIS kifelé-befelé forgatás

12. Az izületi szög meghatározása Bezárt (belső) 180° Bezárt (belső) 100° Anatómia (külső) 0° Anatómiai (külső) 80°

13. A végtagok súlyerejének hatása az ízületekre d =mért  = 180 - d  d FGhúzó Transzverzális sík  FGnyíró FG

14. A FG súlyerő húzó- és nyíróerő komponens értékeinek kiszámítása  =’  =’ d =megmért  = 180 - d FGnyíró= FGcos FGhúzó= FG sin   d FGh ’  FG FGny

15. FG felbontása nyíró és kompressziós erőre FGkompressziós Transzverzális sík FGny FG

16. Az izomerő (Fm) kiszámítása a quadricepsben FG·kG= Fi·ki Fi Fi = FG·kG/ki ki kG FG

17. Az Fi erő nyomó- és nyíróerő komponens értékek kiszámítása Fi = FG·kG/ki Fi Fik = Fi· cosa Finy Fik Finy = Fi·sin a a FG Fik – az izom által kifejtett erő nyomó vagy kompressziós (k) erő komponense; Finy - az izom által kifejtett erő nyíróerő (ny) komponense

18. Az eredő erő nyomó és nyíróerő komponensének kiszámítása Finy = Fi·sin a Fi Fik= Fi· cos a Fik FGny = FG·cos  Finy a FGh= FG· sin  FGh FGny  FG Fnyíróeredő= Finy +(- FGny) Fkompresszióseredő= Fik + (- FGh)

19. Reakcióerő kiszámítása – Az ízületre ható erő Fnyeredő= Finy +(- FGny) Fi Fkeredő= Fik + (- FGh) Fik Finy Fr FGh FGny FG

20. Reakcióerő kiszámítása Gk Transzverzális sík Finy Gny Fi G Fik Fnyeredő= Finy + (-FGny) Fkeredő= Fik + FGk

21. A térdízületre ható erők meghatározása és számítása

23. Fc = G G = 600 N Fk= 600 N Fny =?

24. Fp • kp = G • kG Fp = G •kG/kp ha kG /kp = 2 Fp = 1200 N

25. Nyomóerő a térdizületben hajlított térdű állás közben G A patella ínra eső húzóerő (Fp) Fq Nyomóerő (Fny) ha kp kG Fp akkor Fny A fenti számítás akkor valós, ha az Fp és G hatásvonala merőleges az izület transzverzális síkjára, mint a példánkban. Amennyiben nem merőlegesek ezek az erők a transzverzális síkra, akkor az Fp és G erőknek nem csak nyomó, hanem nyíróerő komponense is lesz, amely kismértékben csökkenti a nyomóerő nagyságát.

26. Fpnyíró= Fp• cos α Fpkompr= Fp• sin α Guggoló helyzetben számolások alapján mg = 75kg Fk= 1600 N Fny= 805 N α

27. A nyomóerő eloszlása az ízületi felszínen P = Fc/ A a meniscusok csökkentik az ízületi felszínt érő nyomást

28. A forgási középpont változása az izületi szögek függvényében 30o 45o 15o 60o 75o 0o 90o

29. A nők és férfiak közötti különbség

30. Az izom húzóerejének változása az ízületi szögek függvényében

31. A nyomaték változása az ízületi szögek függvényében

32. A patella ín maximális feszülése

33. Fp Fkq Fkh A nyomóerő kiszámítása Térdfeszítők Fq Fpk= Fpcosf Térdhajlítók Fh   Fhk= Fhcos Az eredő nyomóerőhöz a felső szegmensek súlyerejét hozzá kell adni.

34. Nyomóerő az ízületi szög függvényében

35. Feszítők Fq Fpny=Fp sin Fh Hajlítók Fp Fhny = Fh sin Fkq Fkh Nyíróerő kiszámítása A C   B

36. Nyíróerő az ízületi szög függvényében

37. Erőhatások a gerincoszlopon

38. Terhelés az ágyéki csigolyákon

39. Porckorongok Annulusfibrosus Nucleuspulposus

40. A vastagságuk 3 - 9 mm között változik. A gerincoszlop magasságának 20 - 33 %-át teszik ki.

41. Minimum és maximum értékek Reggel kb. egy cm-el magasabbak vagyunk, estére a víz egy része kiszorul

42. Annulusfibrosus (rostos porc)

43. Transzláció Oldalirányú Felfelé és lefelé Előre és hátra Rotáció Előre-hátra Laterális Függőleges tengely körül

44. A nukleuspulposusban nyomóerő hatására növekszik a feszültség, amely nyújtóerőt fejt ki az annulusfibrosus kollagén rostjaira F 1,5 F 0,5 F Mérések alapján: 5,0 F oldalirányban

45. A nyomás csökkentése a nukleus pulposusban

46. A porckorong vastagságának változása tartós nyomás alatt 1.4 mm 2.0 mm Vastagság

47. Erőhatások a gerincoszlopon

48. Gerincoszlop terhelése különböző testhelyzeteknél