علم الحركة في الفيزياء الطبية

اقرأ في هذا المقال


هناك أنواع متعددة من الحركة، حيث يذكر منها القفز، وهو نوع يتم فيه فحص الوثب العمودي والقفز العالي والقفز الطويل والقفز بالزانة، كما تم تطوير نموذجًا لرمي الكرة ثم فحص اصطدام جسم الإنسان بأشياء أخرى والاصطدامات التي يسببها الجسم. في كل حالة نسأل: ماذا يفعل الجسد؟ ماذا يستطيع الجسد أن يفعل؟ كيف يترجم هذا إلى أداء؟ في كثير من الحالات، يتم التركيز على الجسم نفسه ولكن في بعض الحالات سنحتاج إلى النظر في نظام الجسم، بالإضافة إلى أشياء أخرى مثل حذاء الجري أو سطح الأرض أو الكرة أو مضرب بيسبول.

علاقة الحركة بالجهاز العضلي

إن اتباع الحركة في المشي والجري وركوب الدراجات والقفز يعني تتبع الزوايا التي يصنعها الفخذ مع الورك وأسفل الساق، حيث يجب أن تكون زاوية الفخذ هي تلك بالنسبة إلى الجذع، لأن الجذع يميل عادةً إلى الأمام أثناء الجري، وهذا يختلف عن الزاوية من الرأس.

تتوافق هذه الزوايا الثلاث مع الدوران في المستوى السهمي حول مفاصل الورك (الفخذ الخلفي) والركبة والكاحل، كما أن زيادة اختطاف الزاوية ونقصانه هو التقريب، وزيادة الركبة هي انثناء، مما يقلل من تمددها.

إن زيادة حركة الكاحل هي عطف ظهري (انثناء)، مما يقلل من ثني أخمصي (امتداد)، كما يتمتع الورك بثلاث درجات من حرية الدوران، كما هو الحال مع مفصل الكرة والمقبس، يمكن أن تكون حركة ثني أو تمديد المستوى السهمي حول المحور الجانبي الوسطي للورك أكبر في السعة من الدورانين الأخريين (التقريب، الاختطاف حول المحور الأمامي الخلفي والدوران الداخلي والخارجي حول المحور الطولي لعظم الفخذ).

إن ثني أو تمديد مستوى الركبة السهمي حول المحور الناصف الوحشي هو الدرجة الزاويّة الوحيدة لحرية الركبة، كما يتمتع مفصل الركبة في الواقع بثلاث درجات من الحرية، لكن الدرجتين الأخريين (الدوران الداخلي والخارجي والتقريب والاختطاف (التقوس الأروح) أقل أهمية بسبب الأنسجة الرخوة والقيود العظمية.

يقتصر اهتمام الكاحل هنا على التمدد (ثني أخمصي) والانثناء (عطف ظهري)، كما تشكل هذه الدورات الثلاث الرئيسية في المستوى السهمي للورك والركبة والكاحل نموذجًا من ثلاثة أجزاء للساق، على عكس نماذج القطعة الواحدة للرافعات، حيث يتحرك الرأس والذراعان والجذع أيضًا بالنسبة لبقية الجسم أثناء المشي والجري، كما تتضمن علم الحركة تتبع هذه الزوايا (هنا فقط في المستوى السهمي) مقابل الوقت مقابل بعضها البعض أثناء دورة المشي أو الجري.

الثبات والاستقرار أثناء الوقوف

الاستقرار ضروري أثناء الوقوف وكذلك أثناء أي نوع من الحركة، سوف نفحص الاستقرار العام للجسم ثم الاستقرار المحلي، معيار الثبات الكلي أثناء الوقوف هو أن يكون مركز الكتلة فوق المنطقة الممتدة بالقدم، وإلا فسيكون هناك عزم دوران غير متوازن وسيكون الإنسان الجامد غير مستقر.

وعندما يكون مركز الكتلة أعلى هذه المنطقة الممتدة بالقدم، فإن القدم اليمنى تسبب عزم دوران سلبيًا والقدم اليسرى تسبب عزمًا موجبًا ويلغيان، (عزم الدوران الناتج عن وزن مركز الكتلة حول هذا المحور هو صفر)، عندما يكون مركز الكتلة على يسار منطقة القدم، يكون كلا عزم الدوران سالبًا وعندما يكون كلا عزم الدوران موجبًا عندما يكون على اليمين، لا يمكن أن توازن العزم في كلتا الحالتين وهناك عدم استقرار.

يفترض هذا الثبات الكلي جسمًا صلبًا وبالتالي مفاصل صلبة، كما تشير هذه المفاصل المستقرة إلى الاستقرار المحلي، تصميم الركبة البشرية هو مثال على التصميم البشري الجيد، كما توفر الأربطة الأربعة الكثير من الدعم الجانبي والمتقاطع المطلوب. الركبة هي نقطة التقاء عظم الفخذ في الجزء العلوي من الساق وعظام القصبة والشظية في أسفل الساق، كما يربط الرباط الجانبي الظنبوبي (أو الإنسي) بين عظم الفخذ والساق والرباط الجانبي الشظوي (أو الجانبي) يربط عظم الفخذ والشظية.

تمنع هذه الأربطة الجانبية الانزلاق الأيسر أو الأيمن وتوفر شدًا عامًا للساق، إنها خلفية قليلاً لذا فهي مشدودة أثناء التمدد ويمكن أن تنتج الساق المستقيمة اللازمة أثناء الوقوف، هذان الرباطان غير كافيين للاستقرار. هناك نوعان من الأربطة الصليبية التي تتقاطع مع بعضها البعض وتمنع التواء الركبة وانزلاقها للأمام وللخلف، حيث يتقاطعون بين الغضروف الجانبي والوسطى وهما محجران نصف منحنيان من الغضروف على الظنبوب، كما يربط الرباط الصليبي الخلفي الجانب الإنسي لعظم الفخذ بجزء جانبي أكثر من عظمة القصبة.

يربط الرباط الصليبي الأمامي الجزء الجانبي من عظم الفخذ بالجزء الأوسط من عظمة القصبة، تم تسمية الرباط الصليبي الأمامي بهذا الاسم لأنه يعلق على الظنبوب في موضع سابق للرباط الصليبي الخلفي (الذي يتم توصيله بشكل خلفي أكثر)، كما يتم أيضًا توفير الاستقرار الموضعي للركبة من خلال الأربطة المائلة، بالإضافة إلى غيرها.

المصدر: كتاب"The Physics of Radiation Therapy" للمولف Faiz M. Khan, PhDكتاب" Walter and Miller’s Textbook of Radiotherapy " للمؤلف John A. Millsكتاب" Radiation Physics for Medical Physicists" للمؤلف Kurt H. Becker, Brooklynكتاب" THE PHYSICS OF RADIATION THERAPY THREE-DIMENSIONAL " للمولف Steve Webb


شارك المقالة: