Free Press

Introduction

Ihminen pystyy tuottamaan erilaisia asentoja ja liikkeitä, ja hänellä on kykyä liikkua paikoiltaan i.eli liikkumistoiminta. Näiden toimintojen mahdollistajana on tuki- ja liikuntaelimistömme, joka tukee kehon kuormituksia ja kehon segmenttien liikkeitä. Tämä toiminto sisältyy ihmisen biomekaniikan periaatteisiin. Biomekaniikan tärkeimmät sovelluskohteet ovat liikesuorituskyvyn parantaminen, liikehäiriöiden vähentäminen tai liikkeisiin liittyvien vammojen tai sairauksien hoito. Fysioterapiassa biomekaniikan käsitteitä, kuten liikelaajuuden periaatteita, aktiivisen ja passiivisen vajaatoiminnan periaatteita, kovera-konveksi-sääntöä, voimien, liikkeen ja koneiden lakia sovelletaan terapeuttisissa harjoituksissa. Myös ergonomiakoulutus ja nykyaikaisten ortopedisten laitteiden, kuten kehittyneiden kävelyn apuvälineiden, suunnittelu perustuvat biomekaniikan käsitteiden soveltamiseen. Näin ollen biomekaniikkaa pidetään yhtenä fysioterapian perustietämyksenä, jonka avulla voidaan tarjota optimaalista hoitoa useille liikkeisiin liittyville vammoille tai tiloille. Siksi aloitan esittelemällä meille joitakin näistä biomekaniikan käsitteistä.

Miten ratkaisemme ongelmia biomekaniikassa?

Tietäessämme, että biomekaanisella periaatteella on tärkeä rooli fysioterapian käytännössä, meidän on tärkeää tietää, miten ratkaisemme ongelmia biomekaniikassa. On olemassa kaksi tapaa ratkaista biomekaanisia ongelmia, jotka ovat kvantitatiivinen ja kvalitatiivinen analyysi. Kvantitatiivisessa analyysissä meidän on tallennettava halutun ratkaistavan ongelman biomekaaniset muuttujat ja tehtävä numeerinen analyysi tuotetuista muuttujista. Knudson ja Morrison kuvaavat biomekaniikan kvalitatiivista analyysia siten, että siinä käytetään systemaattista havainnointia ja introspektiivistä arviointia ihmisen liikkeiden laadusta tarkoituksenaan tarjota tarkoituksenmukaisin interventio suorituskyvyn parantamiseksi.”

Basic Biomechanics Terminology

Mekaniikka on tieteenhaara, joka käsittelee voimia ja näiden voimien tuottamia vaikutuksia. Tämän tieteen soveltamista biologiseen järjestelmään kutsutaan biomekaniikaksi. Ihmisen biomekaniikassa keskitytään siihen, miten voimat vaikuttavat tuki- ja liikuntaelimistöön ja miten kehon kudokset reagoivat näihin voimiin. Liikkeen ja asennon tuottamiseen liittyvien voimien avulla biomekaniikkaa voidaan käsitellä joko ulkoisen tai sisäisen biomekaniikan yhteydessä.

• Ulkoinen biomekaniikka kuvaa kehon segmenttiin kohdistuvia ulkoisia voimia ja niiden vaikutusta kehon liikkeisiin,
• Sisäinen biomekaniikka kuvaa kehon kudosten synnyttämiä voimia ja niiden vaikutusta liikkeeseen. ”Tähän sisältyvät lihasvoimat sekä luihin ja niveliin kohdistuvat voimat, jotka johtuvat lihasvoimien siirtymisestä luuston kautta”.

Ulkoiset voimat (ulkoinen biomekaniikka)

Mekaniikan osa-alue

Mekaniikassa (biomekaniikassa) on kaksi osa-aluetta eli staattinen ja dynaaminen.

• Staattinen on mekaniikan haara, jossa analysoidaan levossa tai tasaisessa liikkeessä olevia kappaleita
• Dynamiikka käsittelee niiden olosuhteiden tutkimista, joissa kappale liikkuu. Dynamiikan käsitettä voidaan käsitellä tarkemmin kinematiikan ja kinetiikan alla.
  • Kinetiikan käsite käsittelee kappaleen liikettä ja voimaa, joka saa sen liikkumaan.
  • Kinematiikka kuvaa kappaleen liikettä ottamatta huomioon voimia, jotka aiheuttavat tämän liikkeen. Kinematiikassa on viisi kiinnostavaa muuttujaa: liikkeen tai siirtymän tyyppi, paikka, suunta, suuruus ja liikkeen tai siirtymän nopeus.

Kinemaattiset muuttujat

Liikkeen tyyppi

Ihmisen liike kuvataan yleisenä liikkeenä eli lineaaristen ja kulmakomponenttien monimutkaisena yhdistelmänä. Ja useimmiten ihmisen liike analysoidaan joko lineaarisena tai kulmaliikkeenä, koska näitä kahta liiketyyppiä pidetään periaatteessa ”puhtaana” liikkeenä.

• Lineaarinen liike tunnetaan myös translatorisena tai translatorisena liikkeenä. Lineaarisessa liikkeessä kaikki kehon osat liikkuvat samaan suuntaan ja samalla nopeudella, ja jos tämä liike tapahtuu suoraa linjaa pitkin, sitä kutsutaan lineaariseksi. Suoraviivaisesta liikkeestä puhutaan, kun lineaarinen liike tapahtuu suoraa linjaa pitkin, kaarevasta liikkeestä, kun liike tapahtuu kaarevaa rataa pitkin.
• Kulmaliikettä kuvataan pyörimisliikkeeksi, joka tapahtuu keskeisen kuvitteellisen viivan ympäri, jota kutsutaan pyörimisakseliksi.

Puhtaasti lineaarista liikettä ihmisillä, kuten kävelyssä, juoksussa ja uinnissa esiintyy harvoin, koska kehon osien suunta toisiinsa nähden muuttuu jatkuvasti. Luistelun ja mäkihypyn kaltaisissa toiminnoissa saattaa esiintyä lyhyitä hetkiä puhdasta lineaarista liikettä.

Ihmisillä koko kehon liikkeet kuvataan yleisliikkeinä, kuten seuraavissa esimerkeissä selitetään. Kun ihminen kävelee, pään ja vartalon liikkeet ovat melko lineaarisia, mutta jalkojen ja käsien liikkeet ovat lineaarisia ja kulmikkaita samanaikaisesti, kun ihmisen vartalo siirtyy eteenpäin. Sama pätee myös pyöräilyssä: pää, vartalo ja kädet liikkuvat melko lineaarisesti, mutta jalat liikkuvat samanaikaisesti lineaarisesti ja kulmikkaasti. Monisegmenttisen kehon, kuten ihmiskehon, liikettä, johon liittyy segmenttien samanaikainen lineaarinen ja kulmaliike, kutsutaan yleensä yleisliikkeeksi.

Liikkeen suuruus

Kulmaliikkeen osalta sen suuruus voidaan mitata radiaaneina tai asteina goniometrin avulla. Kun taas segmentin lineaarista liikettä mitataan kohteen kulkeman lineaarisen matkan avulla, ja tätä voidaan arvioida kävelyn arviointivälineillä, kuten 6 minuutin kävelytestillä.

Liikkeen nopeus

Nopeutta tai nopeutta käytetään liikenopeuden mittaamiseen, ja nopeuden muutos on kiihtyvyys.

Nivelen liikkeen sijoittuminen tilassa

Yksi yleiseksi nivelen liikkeen sijoittumisen vertailujärjes- telmäksi muodostuu nivelen liikkeen sijoittuminen anatomisille tasoille ja akseleille. Liiketaso voidaan kuvata tietyksi liikkeen ulottuvuudeksi, joka kulkee kehon kuvitteellisen tasaisen pinnan läpi, ja akseli on kuvitteellinen viiva, jonka ympäri kehon segmentti pyörii. Kehossa on kolme liiketasoa, jotka ovat sagittaalitaso, frontaalitaso ja poikittaistaso.

• Sagittaalitasossa akselit ovat mediolateraalinen ja mediolateraalinen, ja se tunnetaan myös nimellä poikittaisakseli
• Frontaalitasossa (koronaalitasossa) ja poikittaistasossa (transversaalitasossa) akselit ovat vastaavasti anteroposteriorinen ja longitudinaalinen.

Liikkeen suunta

Liikkeen suuntaa voidaan kuvata sillä, miten liike tapahtuu tasoa ja akselia pitkin. Kun liike pienentää nivelkulmaa sagittaalitasossa, sitä kutsutaan fleksioksi ja ”ekstensioliike” kasvattaa nivelkulmaa. Muita yleisiä liikesuuntia sagittaalitasossa ovat dorsifleksio ja planterifleksio. Liikealueen äärirajoille menevää liikettä kutsutaan usein ”hyperekstensioksi”, kuten hyperextensiota, ja tämä tapahtuu myös sagittaalitasossa. Segmentin liikettä poispäin keskiviivasta frontaalitasossa kutsutaan ”abduktioksi”, kun taas liikettä takaisin kohti keskiviivaa kutsutaan ”adduktioksi”. Muita tässä tasossa yleisiä liikesuuntia ovat eversio ja inversio. Poikittaistasossa yleisiä liikkeitä ovat sisä- ja ulkorotaatio, pronaatio ja supinaatio ovat myös yleisiä liikkeitä poikittaistasossa. On olemassa muitakin suuntaa antavia termejä, joiden avulla voidaan kuvata kehon segmentin asentoa suhteessa anatomiseen asentoon, kuten superior ja inferior, jotka kuvaavat kehon asentoa kohti päätä ja jalkateriä. Myös anteriorista ja posteriorista voidaan käyttää kuvaamaan vartaloon liittyviä kohteita kehon etu- tai takasuuntauksena. Osia tai liikettä kohti kehon keskiviivaa kutsutaan mediaaliseksi, kun taas liikettä tai asentoa kohti kehon sivuja lateraaliseksi.

Kinemaattinen ketju

Kinemaattisesta ketjusta käytetään kirjallisuudessa myös nimitystä kineettinen ketju. Avoimessa kinemaattisessa ketjussa vapausasteet kuvaavat niiden suuntien lukumäärää, joihin nivel sallii vartalosegmentin liikkua, ja se on riippumattomien koordinaattien lukumäärä, jota käytetään kohteen sijainnin tarkkaan määrittämiseen avaruudessa. Vapausasteiden yhdistelmä muodostaa kinemaattisen ketjun, ja kinemaattinen ketju voi olla avoin tai suljettu. yksi nivel voi liikkua muista riippumatta, kun taas suljetussa kinemaattisessa ketjussa ketjun toinen pää pysyy paikallaan. Levangie ja Norkin, selvittivät, että avoimen ja suljetun puiston asennon käsitteet auttavat kuvaamaan liikkeitä, jotka tapahtuvat painoa kantavissa ja ei-painoa kantavissa olosuhteissa, ja on tärkeää huomioida nämä, kun harjoituksen on tarkoitus kohdistua yhteen tai useampaan niveleen.

Luonnollisen kineettisen ketjun järjestys käsittää ylä- ja alaraajoissa integroitua biomekaanista tehtävää, joka heikentyneenä johtaa epäkunnossa olevaan biomekaaniseen ulostuloon, joka johtaa kipuihin ja / tai vammoihin. Esimerkiksi olkapäässä, kun edeltävissä lenkkeissä on puutteita, ne voivat vaikuttaa negatiivisesti olkapäähän. Siksi olkapäätä hoidettaessa olisi pyrittävä palauttamaan kaikki kineettisen ketjun puutteet, ja terapeuttisissa istunnoissa olisi noudatettava integroituja proprioseptiikan, joustavuuden, voiman ja kestävyyden harjoituksia kineettisen ketjun järjestyksessä.

Kineettinen käsite liikeanalyysissä

Mikäli kinemaattinen käsite kuvaa elimistön liikkeen segmenttiä, kineettinen käsite antaa meille käsityksen kyseiseen liikkeeseen liittyvistä voimista. Ja tämä johdattaa meidät liikeanalyysin kineettiseen käsitteeseen, ja aion aloittaa määrittelemällä, mitä voima on biomekaniikassa. Voima on yksinkertainen tapa esittää kuormitusta biomekaniikassa, ja se voidaan määritellä yhden kohteen vaikutukseksi toiseen. Voima voi olla ulkoinen tai sisäinen.

Ulkoiset voimat ovat joko kehoon kohdistuvia veto- tai työntövoimia, jotka syntyvät kehon ulkopuolisista lähteistä, ja sisäiset voimat ovat sellaisia voimia, jotka vaikuttavat kehon rakenteisiin ja jotka syntyvät kehon kudosten toimesta. Voima voi muuttaa kappaleen muotoa ja muuttaa kappaleen liiketilaa. Voimalle on ominaista myös voiman suuruus, suunta ja vaikutuskohta. Kaikki nämä tekijät määrittävät voiman vaikutuksen kohteeseen. Esineeseen kohdistuu useita voimia, ja nämä voimat on mahdollista jakaa yhdeksi ”resultanttivoimaksi”, jolla on sama vaikutus kuin kaikilla muilla yhdessä vaikuttavilla voimilla. Prosessi, jossa nämä kaksi tai useampi voima yhdistetään yhdeksi resultanttivoimaksi, tunnetaan nimellä voimien yhdistäminen. Kun on ymmärretty, mitä voima on, on olennaista tarkastella joitakin voiman käyttöä ohjaavia lakeja.

Levangie ja Norkin, toistivat, että on olemassa kolme voimien pääsääntöä: 1. Segmenttiin vaikuttavan voiman on tultava jostain , 2. kaiken, mikä koskettaa segmenttiä, on luotava siihen voima ja 3. painovoimalla katsotaan olevan voimavaikutus kaikkiin kappaleisiin.

Newtonin liikkeen laki

Newtonin liikkeen laki kuvaa voiman ja liikkeen vaikutusta. Ensimmäinen Newtonin liikelaki, joka tunnetaan myös nimellä inertialaki (inertia on kappaleen vastustus muuttaa liiketilaansa), sanoo, että kappale pysyy levossa tai tasaisessa liikkeessä, ellei siihen kohdistu epätasapainoista nettovoimaa. Newtonin inertialain käsite osoittaa, että mitä suurempi on kappaleen massa, sitä suurempi voima sitä liikuttaa. Esimerkiksi endomorfisen miehen (jolla on paljon rasvaa) pyöräyttäminen pyörätuolilla vaatii suuremman voiman kuin ektomorfisen (hoikan) miehen pyöräyttäminen. Toinen alue, jolla ensimmäistä liikelakia sovelletaan, on staattinen analyysi. Staattinen analyysi on insinöörimenetelmä, jolla analysoidaan voimia ja momentteja, jotka syntyvät, kun kohteet ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tätä käsitettä sovelletaan biomekaniikassa arvioitaessa tuntemattomia lihas- ja nivelreaktiovoimia tuki- ja liikuntaelimistössä.

Newtonin toisen lain mukaan kappaleeseen vaikuttaa nettovoima, joka muuttaa sen liikemäärää aiheuttamalla kappaleen kiihtymisen tai hidastumisen. Newtonin kolmas laki toteaa, että jokaiselle vaikutukselle on yhtä suuri ja vastakkainen reaktio. Yksi tämän käsitteen sovellus on se, että urheilija pystyy juoksemaan nopeammin betonipinnalla verrattuna hiekkapintaan, koska kehon liikuttamiseen tarvitaan vastakkaisia maan reaktiovoimia.

Kineettinen käsite liikeanalyysissä

Kun kineettinen käsite kuvaa kehon liikkeen segmenttiä, kineettinen käsite antaa meille käsityksen kyseiseen liikkeeseen liittyvistä voimista. Kun keskustelemme liikeanalyysin kineettisestä käsitteestä, meidän on määriteltävä voima biomekaniikassa. Voima on yksinkertainen tapa esittää kuormitusta biomekaniikassa, ja se voidaan määritellä yhden kohteen vaikutukseksi toiseen. Voima voi olla ulkoinen tai sisäinen.

• Ulkoiset voimat ovat joko kehoon kohdistuvia veto- tai työntövoimia, jotka syntyvät kehon ulkopuolisista lähteistä
• Sisäiset voimat ovat sellaisia voimia, jotka vaikuttavat kehon rakenteisiin ja jotka syntyvät kehon kudosten toimesta.

Voima voi muuttaa kappaleen muotoa ja muuttaa kappaleen liiketilaa. Voimalle on ominaista myös voiman suuruus, suunta ja vaikutuskohta. Kaikki nämä tekijät määrittävät voiman vaikutuksen esineeseen. Esineeseen vaikuttaa useita voimia, ja nämä voimat on mahdollista purkaa yhdeksi ”resultanttivoimaksi”, jolla on sama vaikutus kuin kaikilla muilla yhdessä vaikuttavilla voimilla. Prosessi, jossa nämä kaksi tai useampi voima yhdistetään yhdeksi resultanttivoimaksi, tunnetaan nimellä voimien yhdistäminen. Kun on ymmärretty, mitä voima on, on olennaista tarkastella joitakin voiman käyttöä ohjaavia lakeja.

Levangie ja Norkin, toistivat, että on olemassa kolme voimia koskevaa pääsääntöä:

1. Voiman, joka vaikuttaa segmenttiin, on tultava jostakin
2. Minkä tahansa, joka koskettaa segmenttiä, on synnyttävä voima kyseiseen segmenttiin
3. Painovoiman katsotaan vaikuttavan voimavaikutuksena kaikkiin kappaleisiin.

Liikkeen biomekaniikan ymmärtämisen periaatteena on voiman, Newtonin liikelakien, työn ja energian syvällinen ymmärtäminen.

Newtonin liikelaki

Newtonin liikelaki kuvaa voiman ja liikkeen vaikutusta.

Newtonin ensimmäinen liikelaki, joka tunnetaan myös nimellä inertiaalilaki (inertia on kappaleen vastustus muuttaa liiketilaansa), sanoo, että kappale pysyy levossa tai tasaisessa liikkeessä, ellei siihen kohdistu epätasapainoista nettovoimaa. Newtonin inertialain käsite osoittaa, että mitä suurempi on esineen massa, sitä suurempi voima sitä liikuttaa. Tämä tarkoittaa, että liikkeen muutoksen aikaansaamiseksi tarvitaan muutos resultanttivoimassa. Esimerkkejä:

• Endomorfisen miehen (henkilö, jolla on suuri kehon rasvaprosentti) pyörätuolilla pyörittämiseen tarvitaan suurempi voima kuin ektomorfisen (hoikan) miehen pyörittämiseen.
• Kun jalkapalloilija potkaisee jalkapalloa, hän muuttaa palloon kohdistuvaa voimaa saadakseen sen liikkumaan.
• Matkustaja autossa liikkuu samalla nopeudella kuin auto liikkuu, ja kun auto yhtäkkiä jarruttaa, matkustaja, jos hänellä ei ole turvavyötä, jatkaa eteenpäin samalla nopeudella kuin ennen auton jarrutusta.
• Nostaakseen painavaa esinettä nostavan henkilön on tuotettava ylöspäin suuntautuva voima, joka on suurempi kuin esineen paino, muuten se ei liiku.

Toinen alue, jossa ensimmäistä liikelakia sovelletaan, on staattisessa analyysissä. Staattinen analyysi on insinöörimenetelmä, jolla analysoidaan voimia ja momentteja, jotka syntyvät, kun kohteet ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Tätä käsitettä sovelletaan biomekaniikassa arvioitaessa tuntemattomia lihas- ja nivelreaktiovoimia tuki- ja liikuntaelimistössä.

Newtonin toinen liikelaki liittyy voiman impulssiin. Tämän lain mukaan kappaleeseen vaikuttaa nettovoima, joka muuttaa sen impulssia aiheuttamalla kappaleen kiihtymisen tai hidastumisen. Sitä kutsutaan myös impulssi-momentti-periaatteeksi, ja sillä on lukuisia sovelluksia urheilussa. Urheilusuorituksessa on kyse ihmiskehon tai urheiluvälineiden liikenopeuden lisäämisestä ja vähentämisestä. Tämä periaate johtaa urheilutekniikan parantamiseen sen suhteen, miten voimaa voidaan käyttää pidempään esimerkiksi kuulantyönnössä.

Newtonin kolmannen lain mukaan jokaisella toiminnalla on yhtä suuri ja vastakkainen reaktio. Yksi tämän käsitteen sovellus on se, että urheilija pystyy juoksemaan nopeammin betonipinnalla verrattuna hiekkapintaan, koska kehon liikuttamiseen tarvitaan vastakkaisia maan reaktiovoimia.

Kontaktivoima

Kontaktivoima on toinen voimatyyppi. Se syntyy, kun kaksi esinettä on kosketuksissa toisiinsa. Nämä niiden väliset voimat voidaan jakaa normaalivoiman reaktioihin ja kitkaan.

• Normaalivoima – Voima on kohtisuorassa siihen pintaan nähden, jossa kaksi esinettä on vuorovaikutuksessa. Katso alla olevalta videolta lisätietoja.
• Kitka – yhdensuuntaisiin pintoihin vaikuttava voima.

Kontaktivoimien tunteminen on olennaista esimerkiksi urheilukenkien tai harjoituskenkien suunnittelussa ottamalla käyttöön kitkavoima maareaktiovoimien parantamiseksi.

Voiman momentti tai vääntömomentti

Tärkeä biomekaniikan osa-alue on voiman momentti tai vääntömomentti, joka on kappaleeseen vaikuttava voima, joka voi aiheuttaa kappaleen pyörimisen. Voimamomentti on voiman ja matkan tulo, ja sillä tarkoitetaan myös segmentin pyörimisvoimaa. Tämän käsitteen merkitys on siinä, että voimamomentti on tärkeä lihaksen tehokkaalle toiminnalle painon kantokyvyn ylläpitämisessä. Esimerkiksi polvessa patella luo nelipäisen nelipäisen lihaksen kanssa tehokkaan momentin polven rotaatiokeskipisteen ympärille, jotta polven ojennus säilyy riittävän suurena painon kantamiseksi.

Yksinkertainen kone

Kun olemme tarkastelleet joitain ulkoisia voimia erillisinä, on tärkeää nähdä, miten nämä voimat yhdistyvät yhteen tiettyä toimintoa varten koneen muodossa. Kone muuntaa energiaa yhdestä muodosta toiseen, ja tämä energia on kyky tehdä työtä. Työ tapahtuu, kun voima liikuttaa esinettä. Mekaniikassa koneet muuttavat energiaa muodosta toiseen tekemällä työtä eli tuottamalla liikettä. Tuki- ja liikuntaelimistö on joukko yksinkertaisia koneita, jotka toimivat yhdessä tukeakseen kuormitusta ja tuottaakseen liikettä.

Ihmisen tuki- ja liikuntaelimistössä on vain kolme yksinkertaista konetta: vipu, pyörä ja akseli sekä hihnapyörä. Tämä yksinkertainen kone mahdollistaa kolme toimintoa, kuten voiman ja liikkeen voimistamisen ja kohdistetun voiman suunnan muuttamisen. Useimmat näistä tuki- ja liikuntaelimistön yksinkertaisista koneista on kuitenkin suunniteltu pikemminkin liikkeen kuin voiman vahvistamiseen.

Vipujärjestelmä

Kun lihakset kehittävät jännitystä, se vetää luuhun joko tukeakseen tai siirtääkseen kehon segmenttiin kohdistuvan kuorman vastusta. Lihakset ja luu toimivat mekaanisesti vipuna.

• Vipu on mikä tahansa jäykkä segmentti, joka pyörii tukipisteen ympäri.
• Tukipiste on tukipiste tai akseli, jonka ympäri vipu pyörii.
• Vipusysteemi on olemassa aina, kun kaksi voimaa kohdistetaan siten, että ne tuottavat vastakkaisia momentteja.
• Voimaa, joka tuottaa resultanttimomentin, kutsutaan ponnistusvoimaksi (EF).
• Toista voimaa, joka tuottaa vastakkaisen momentin, kutsutaan vastusvoimaksi (RF).

Kuorman, ponnistusvoiman ja tukipisteen vivun sijoittelun perusteella vipu voidaan luokitella ensimmäisestä kolmanteen luokkaan. Yleinen anatominen vipu ihmiskehossa on kolmannen luokan vipu, ja syynä on se, että lihaksen kiinnittyminen on yleensä lähellä toimintaniveltä, joten ponnistus on yleensä tukipisteen ja vastuksen välissä, mikä on kolmannen luokan vipu. Tämä rakenne auttaa kehoa saamaan liikettä ja nopeutta, joten ihmisen tuki- ja liikuntaelimistö on suunniteltu nopeutta ja liikelaajuutta varten voiman kustannuksella.

Pyörä & akseli

Lihas- ja liikuntaelimistössä pyörä- ja akselijärjestelyt mahdollistavat sekä voiman että liikkeen vahvistamisen. Esimerkki tästä on olkanivelen mediaalinen ja lateraalinen kierto. Konseptia sovelletaan myös pyörätuolin suunnittelussa ja sen manuaalisessa liikkeellelähdössä

pyörä

Anatominen hihnapyörä on pyörän ja akselin muunneltu muoto. Hihnapyörän päätehtävä on suunnata voima uudelleen tehtävän helpottamiseksi. ”Tehtävä” ihmisen liikkeessä on kehon segmentin pyörittäminen. Anatomiset hihnapyörät helpottavat tätä tehtävää ohjaamalla lihaksen toimintalinjaa pois nivelakselilta ja lisäämällä näin lihasvoiman mekaanista hyötyä. Mekaaninen etu (MA, Mechanical Advantage) on vivun mekaanisen tehokkuuden mittari, ja se on funktio ponnistusvoiman tehokkuudesta vastusvoimaan nähden.

Anatomisia hihnapyöriä on neljää luokkaa, luokasta I luokkaan IV, jotka voivat kiinnostaa fysioterapeutteja.

• Luokan 1 hihnapyörä on ulkoisesta tuesta. Se parantaa lihastoimintaa, joka tulee ulkoisesta tuesta, joka toimii hihnapyöränä. Esimerkkinä tästä on patella, joka toimii hihnapyöränä parantaen quadricepsin toimintaa.
• II luokan hihnapyörä muodostuu luusta, rustosta ja jänteestä. Yksi esimerkki tästä on, kun luu toimii hihnapyöränä, tätä havainnollistaa reisiluun lateraalinen malleolus, joka toimii peroneus longus -lihaksen hihnapyöränä.
• Luokan III hihnapyörä on silloin, kun nivel toimii hihnapyöränä. Esimerkkinä voidaan mainita reisiluun epikondyylit, jotka antavat gracilis-jänteelle suotuisan insertiokulman, kun jänne asettuu sääriluun päälle.
• Luokka IV on, kun lihakset toimivat hihnapyöränä. Esimerkkinä on hauislihas, jonka koko kasvaa, kun sen insertiokulma kasvaa. Hihnapyörien soveltaminen fysioterapiassa käsittää hihnapyöräharjoittelun liikelaajuuden ja koordinaation parantamiseksi erityisesti olkapään nivelrikkotilassa.

Johtopäätökset

Kineettiset ja kinemaattiset käsitteet ovat tärkeitä, kun halutaan ymmärtää ihmisen liikettä ja voiman vaikutusta kehon segmentteihin liikkeen aikana. Tuki- ja sopeutumisvälineitä ja -laitteita suunniteltaessa on otettava huomioon voiman, kitkan ja koneiden biomekaaninen käsite, jotta laite voi tukea tai parantaa ihmisen liikettä.

1. 1.00 1.01 1.02 1.03 1.04 1.05 1.06 1.07 1.08 1.09 1.09 1.09 1.08 1.07 1.08 1.08 1.09 1.07 1.09 1.09 1.07 1.09 1.09 1.10 1.10 1.08 1.08 1.11 1.11 1.09 1.09 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.13 1.13 1.11 1.13 1.14 2. 1. 1. 1. Nivelen rakenne ja toiminta: kattava analyysi. 4th. Philadelphia: FA. Davis Company. 2005.
2. Knudson D. Fundamentals of biomechanics. Springer Science & Business Media; 2007 May 28.
3. Tröster M, Wagner D, Müller-Graf F, Maufroy C, Schneider U, Bauernhansl T. Biomechanical Model-Based Development of an Active Occupational Upper-Limb Exoskeleton to Support Healthcare Workers in the Surgery Waiting Room. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2020 Jan;17(14):5140.
4. Jayaraman C, Hoppe-Ludwig S, Deems-Dluhy S, McGuire M, Mummidisetty C, Siegal R, Naef A, Lawson BE, Goldfarb M, Gordon KE, Jayaraman A. Impact of powered knee-ankle prosthesis on low back muscle mechanics in transfemoral amputees: A case series. Frontiers in neuroscience. 2018 Mar 22;12:134.
5. 5.0 5.1 5.2 5.3 Knudson DV, Morrison CS. Ihmisen liikkeen laadullinen analyysi. Human kinetics; 2002.
6. 6.00 6.01 6.02 6.03 6.04 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 Malik SS, Malik SS. Ortopedinen biomekaniikka helpoksi tehty. Cambridge University Press; 2015 May 28.
7. 7.0 7.1 7.2 7.3 7.4 McGinnis PM. Urheilun ja liikunnan biomekaniikka. Human Kinetics; 2013.
8. 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 Watkins J. Fundamental biomechanics of sport and exercise. Routledge; 2014 Mar 26.
9. 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 Hall S. Basic biomechanics. 4th. McGraw-Hill Higher Education; 2014 Feb 7.
10. viite. Swing Catalyst. Luku 2: Kinematiikka ja kinetiikka Johdanto. 2015. Saatavissa: https://www.youtube.com/watch?v=dmblj-5A3RM
11. 11.0 11.1 11.2 Svoboda Z, Janura M, Kutilek P, Janurova E. Alaraajan nivelten ja lantion liikkeiden väliset suhteet avoimissa ja suljetuissa kinematiikkaketjuissa kävelysyklin aikana. Journal of human kinetics. 2016 Jun 1;51(1):37-43.
12. Sciascia A, Cromwell R. Kinetic chain rehabilitation: a theoretical framework. Kuntoutuksen tutkimus ja käytäntö. 2012 Jan 1;2012.
13. 13.0 13.1 Ellenbecker TS, Aoki R. Step by Step Guide to Understanding the Kinetic Chain Concept in the Overhead Athlete. Current Reviews in Musculoskeletal Medicine. 2020 Mar 14:1-9.
14. Richardson E, Lewis JS, Gibson J, Morgan C, Halaki M, Ginn K, Yeowell G. Role of the kinetic chain in shoulder rehabilitation: Does incorporating the trunk and lower limb into shoulder exercise regimes influence shoulder muscle recruitment patterns? Elektromyografiatutkimusten systemaattinen katsaus. BMJ Open Sport & Liikuntalääketiede. 2020 Apr 1;6(1):e000683.
15. Borms D, Maenhout A, Cools AM. Kineettisen ketjun sisällyttäminen olkapään kohotusharjoituksiin: Does It Affect Scapular Muscle Activity?. Journal of Athletic Training. 2020 Apr;55(4):343-9.
16. 16.0 16.1 16.2 16.3 Malik SS, Malik SS. Ortopedinen biomekaniikka helpoksi tehty. Cambridge University Press; 2015 May 28.
17. 17.0 17.1 17.2 17.3 17.4 17.5 Levangie PK, Norkin CC. Joint Structure and function: a comprehensive analysis. 4th. Philadelphia: FA. Davis Company. 2005.
18. Knudson DV, Morrison CS. Ihmisen liikkeen laadullinen analyysi. Human kinetics; 2002.
19. 19.0 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 Watkins J. Fundamental biomechanics of sport and exercise. Routledge; 2014 Mar 26.
20. Jennifer Cash. Normaali voima. 2016. Saatavissa: http://www.youtube.com/watch?v=1pbGP-MRN-0
21. Elvan A, Ozyurek S. Principles of kinesiology. Teoksessa Ihmiskehon vertaileva kinesiologia .2020 Jan 1 (s. 13-27). Academic Press.
22. Cavallone P, Bonisoli E, Quaglia G. Vaihtoehtoisella työntövoimajärjestelmällä varustetun käsikäyttöisen pyörätuolin prototyypin valmistus. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. 2020 Nov 16;15(8):945-51.
23. Requejo PS, Mulroy SJ, Ruparel P, Hatchett PE, Haubert LL, Eberly VJ, Gronley JK. Käden kosketuskulman ja olkapään kuormituksen välinen suhde halvaantuneiden henkilöiden manuaalisen pyörätuolin työntövoiman aikana. Topics in spinal cord injury rehabilitation. 2015 Nov;21(4):313-24.
24. Leving MT, Vegter RJ, de Vries WH, de Groot S, van der Woude LH. Muutokset propulsiotekniikassa ja hartiakompleksin kuormituksessa aloittelijoiden matala-intensiivisen pyörätuoliharjoittelun jälkeen. PloS one. 2018 Nov 9;13(11):e0207291.