أجهزة تقويم الأطراف العلوية
تسمح وظيفة الطرف العلوي بإنجاز المهام المعقدة في الوصول والضغط المسبق والتلاعب، كما يمكن فحص الطرف العلوي كنظام ربط والمستجيب الرئيسي للطرف العلوي هو اليد، يعمل الرسغ والكوع والكتف على وضع اليد في الفراغ ويمكن المساعدة في وصف الوظيفة وتحليلها من خلال الدراسات التي تستخدم مبادئ النشاط الحيوي، تطبيق هذه المعلومات مهم بشكل خاص لتصميم تقويم العظام والوصفات الطبية. يناقش هذا المقال الميكانيكا الحيوية للطرف العلوي وفقًا للوظائف المشتركة الرئيسية للحركة والاستقرار والقوة، القسم الأخير يعالج الاحتياجات المحددة التي نتجت عن الصدمة أو التشوه الخلقي.
وصف الحركة
يتم وصف المفاصل التشريحية الحيوية وفقًا لمحاور مشتركة ودرجات الحرية. على سبيل المثال، يعتبر المفصل السلامي مفصل أحادي المحور مع درجة واحدة من الحرية، مما يسمح بالحركة في مستوى واحد، كما يعتمد نوع ومدى حركة المفصل على القيد السلبي الذي يوفره شكل ومحيط الأسطح المفصلية والأربطة والأنسجة الرخوة، بالإضافة إلى التيسير النشط بواسطة الجهاز العصبي العضلي، يصبح وصف الحركة مفصلاً عند المفاصل متعددة المحاور، مثل: تم دراسة المفصل الحقاني العضدي، نظام الزاوية البوليرية هو طريقة لها فائدة في وصف الدوران ثلاثي الأبعاد، تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار حقيقة أن الدوران ثلاثي الأبعاد يعتمد على التسلسل، يمكن تطبيق هذا الوصف سريريًا لوصف نطاق حركة المفصل وكذلك تحديد موضع المفصل في وصفة تقويم العظام.
النطاق الطبيعي للحركة مقابل متطلبات الحركة الوظيفية
عند دراسة حركة الأطراف العلوية، من المهم الفصل بين القوس الطبيعي لمعايير الحركة لمفاصل محددة والقوس الوظيفي للحركة المطلوبة لمعظم الأنشطة اليومية. على سبيل المثال، على الرغم من أن الكوع يمتلك قوسًا عاديًا للثني، امتداد من 0 إلى 150 درجة وقوس واستلقاء من 75 إلى 85 درجة، على التوالي، فإن قوس الحركة الكامل لا يستخدم عمومًا في معظم أنشطة الحياة اليومية.
كشفت دراسة لقوس الكوع الوظيفي للحركة أنه يمكن تنفيذ 15 نشاطًا من أنشطة الحياة اليومية بقوس حركة يتراوح من 30 إلى 130 درجة من الانثناء والامتداد. علاوة على ذلك، تتطلب هذه الأنشطة نفسها مقدارًا متساويًا من 50 درجة من الكب و 50 درجة من الاستلقاء، تلك الأنشطة التي تستخدم قوسًا للحركة تتطلب أن تكون متمركزة بشكل متساوٍ بين الكب والاستلقاء، لاحظ أن الأنشطة التي تم دراستها كانت مرتبطة بأنشطة الحياة اليومية. المتطلبات الخاصة للأنشطة الأخرى، بما في ذلك المهام المهنية، لم يتم توضيحها بوضوح.
حركة تعويضية في الطرف العلوي
على عكس الفكر المقبول، فإن الوظائف الأساسية لمركب الكتف والمرفق متنافية، لقد لوحظ سريريًا أن المرضى يمكنهم تحمل تقلصات انثناء الكوع بحوالي 30 درجة دون أي ضعف وظيفي كبير. من ناحية أخرى، من المعروف أيضًا أنه مع فقدان الحركة بأكثر من 30 درجة، يشكو المرضى بسهولة من ضعف وظيفي، لفهم الآثار المترتبة على فقدان الحركة هذا بشكل أفضل، يجب أن ندرك أن الكتف يعمل ككرة ومفصل تجويف، مما يسمح لليد بالتحرك في محيط كروي.
عندما يتحرك الكوع إلى وضع أكثر تمددًا، يمكن وصف سطح كروي جديد. وبالتالي، فإن مجال تأثير اليد يمتد من المريض إلى أسفل في الفضاء كما يسمح الرابط الموجود في الكوع، كما تم حساب أن فقدان حركة المرفق بمقدار 30 درجة و 45 درجة و 60 درجة يؤدي إلى فقدان الوظيفة وحجم اليد بنسبة 28٪ و 39٪ و 60٪ على التوالي.
كما تم تحليل الحركة التعويضية في الطرف العلوي بعد إيثاق مفصل الكوع المحاكاة، تم استخدام (The3Space Tracker System VT) لقياس حركة الكتف، تم استخدام مقياس الزوايا للمعصم ثنائي المحور لقياس تعويض المعصم وتم تسجيل جميع الأشخاص لمراقبة نوعية الحركة التعويضية الأخرى.
طُلب من عشرة ذكور أصحاء إكمال سلسلة من المهام التي تمثل استخدام الكوع في المهام الوظيفية، تم تزويدهم بدعامة قابلة للتعديل مخصصة تحاكي إيثاق مفصل الكوع عند 50 و 70 و 90 و 100 درجة خارج الثني وطُلب منهم تكرار المهام. على عكس المفاصل الأخرى، أدى إيثاق الكوع في أي زاوية إلى ضعف كبير لأن مفاصل الكتف والرسغ المجاورة لا يمكن أن تعوض للسماح بإكمال الأنشطة. في تصميم تقويم العظام العلوي، من المهم تطبيق هذه المعلومات لفهم دور وحدود الحركة التعويضية للمفاصل المجاورة في توفير الوظيفة بعد الإصابة أو المرض.
الحركة التآزرية للمعصم واليد
يعد الوعي بالعلاقة بين موضع مفصل الرسغ وانزلاق الأوتار أمرًا ضروريًا لفهم التحكم الحركي في الأصابع واليد، يؤدي وضع الرسغ في الاتجاه المعاكس للاتجاه الخاص بالأصابع إلى تغيير وظيفة طول الأوتار الرقمية بحيث يمكن تحقيق حركة الإصبع التآزرية، كما إن إطالة المعصم تآزرية مع ثني الأصابع وتزيد من طول عضلات الأصابع المثنية، مما يسمح بزيادة الانثناء مع التمدد.
على النقيض من ذلك، فإن ثني المعصم هو أمر متآزر مع تمديد الإصبع مع ثني المعصم، مما يؤدي إلى وضع التوتر على الباسطات الطويلة، مما يسهل على الإصبع التمديد. هذه العلاقة لها تطبيقات في تقنيات تجبير الأوتار فيما يتعلق بالتأثير على نزهة الأوتار من خلال تحديد الموضع والفوائد المحتملة لحركة المعصم التآزرية وحركة المفصل السنعي السلامي في تعزيز انزلاق الوتر المثني بعد الإصلاح. أيضا، مبادئ حركة المعصم هي الأساس للعديد من تصميمات تقويم العظام التي توفر وظيفة مساعدة لليد المصابة بالشلل الرباعي.
في دراسة الباحثون، تمت مقارنة فعالية تقنية جديدة تستخدم حركة المعصم التآزرية (S-splint) مع طرق التجبير الظهرية التقليدية المستخدمة في تعبئة وتر إصلاح العضلة المثنية بعد الإصلاح: جبيرة Kleinert (Ksplint) وجيش Brooke قام المستشفى والتر ريد بتعديل جبيرة كلاينرت بقضيب راحي (جبيرة P)، نتائج هذه الدراسة تتساءل عن رحلة الأوتار المتوقعة المرتبطة بالتجبير بعد الجراحة، لقد أظهروا أن نزهة الأوتار المقاسة في حالة توتر الوتر المنخفض كانت تقريبًا نصف تلك القيم المتوقعة نظريًا. في المنطقة الثانية، كان حجم الرحلة التي أدخلتها طرق التعبئة الثلاثة بترتيب تنازلي(Ssplint ، P-splint ، K-splint (P <.05).
كان للانحراف التفاضلي بين العضلة المثنية العميقة والعضلة الثنائية السطحية قيمة متوسطة تبلغ 3 ملم ولم تكن مختلفة بشكل كبير بين الطرق الثلاث وكانت حركة المفصل السلامي الداني السلبي هي الوسيلة الأكثر فاعلية لتوفير سعة أكبر لانزلاق الأوتار في المنطقة الثانية، لم تؤدي حركة المفصل السلامي القاصي السلبي إلى زيادة الانحراف في المنطقة الثانية بقدر ما كان متوقعًا. هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة لاختبار التصاميم الجديدة للجبائر في الجسم الحي.
ميكانيكا العضلات
تم استخدام ثلاث معلمات بشكل شائع لوصف حجم وتشكل طول ألياف العضلات العضلية المرتبط بإمكانية نزيف الأوتار. تتناسب منطقة المقطع العرضي الفسيولوجي للعضلة مع أقصى توتر للعضلة، لأن العمل يساوي المسافة الزمنية، فإن كتلة العضلات أو حجمها يتناسب مع إجمالي قدرة العمل.
يؤثر ترتيب بنية الألياف العضلية على خصائص تقلص العضلات، تنتج الألياف العضلية المتوازية منحنى طول توتر مع الحفاظ على القوة في جميع أنحاء مسافة أكبر من منحنى الطول والتوتر الحاد لعضلات الألياف الأقصر، كما تم تحديد بنية العضلات بناءً على زاوية الترقيم.
وفي الآونة الأخيرة، تم اعتماد مفهوم مؤشر العضلات في العمارة، لوصف بنية العضلات وعلاقة الطول والتوتر. بشكل عام، تقع ألياف العضلات بزاوية لاتجاه الحركة المستحثة، يمكن أخذ قياسين للطول الأمثل للعضلات: طول الألياف العضلية وطول البطن العضلي، كما يتم تحديد نسبة متوسط طول الألياف إلى طول البطن العضلي كمؤشر للهندسة المعمارية. عادةً ما تكون علاقة الطول والتوتر للعضلات دالة لمؤشرات معمارية مختلفة.
تحدد أذرع العزم العضلية حول المفصل كفاءة العضلات في توليد الحركة وعزم الدوران، كلما كان ذراع العزم أكبر، كلما زاد عزم الدوران ومثلث الدوران الناتج عن نفس القدر من القوة العضلية والانحراف، يمكن أن يوفر تحديد اللحظة المحتملة لمساهمات الذراع للعضلات نظرة ثاقبة في توازن التوازن في مفصل لتخطيط عمليات نقل الأوتار أو لتصميم تقويم العظام للمساعدة في توفير الحركة أو الاستقرار مع فقدان الوظيفة.
