«В.Е. ГОРБАЧИК ОСНОВЫ АНАТОМИИ, ФИЗИОЛОГИИ, АНТРОПОМЕТРИИ И БИОМЕХАНИКИ Витебск 2011 126 УДК 685. 34 : 61 ББК 37255 : 28.706 Г 67 Рецензенты: кафедра Художественное моделирование, конструирование и технология изделий из ...»

Комбинированным суставом является также проксимальный и дистальный лучелоктевые суставы, в которых лучевая кость, вращаясь, обеспечивает супинацию и пронацию кисти.

В нормальных условиях суставные поверхности сочленяющихся костей плотно прижаты друг к другу. Этому способствует:

1) натяжение вспомогательных укрепляющих связок, 2) тонус мышц, окружающих сустав, 3) атмосферное давление, так как в герметически закрытой суставной полости давление ниже атмосферного.

1.2.2 Скелет верхней конечности В состав скелета верхней конечности входят кости плечевого пояса и кости свободной верхней конечности. Посредством плечевого пояса свободная верхняя конечность соединяется с туловищем.

К костям п л е ч е в о г о п о я с а относятся ключица (1) и лопатка (2) (рисунок 1.4).

1.2.2.1 Кости свободной верхней конечности и их соединения Свободная верхняя конечность имеет три отдела: п л е ч о, предплечье и кисть.

К костям свободной верхней конечности принадлежат: плечевая кость (3), кости предплечья (локтевая (5) и лучевая (4) кости) и кости кисти (рисунок 1.4).

Кости кисти. Кисть подразделяется на три отдела: запястье, пястье и пальцы, основу которых соответственно составляют кости запястья (6), кости пястья (7) и фаланги пальцев (8) (рисунок 1.4).

1 – ключица, 2 – лопатка, 3 – плечевая кость, 4- лучевая, 5 – локтевая, 6 – кости запястья, 7 – кости пястья, 8 –фаланги пальцев К о с т и з а п я с т ь я находятся в проксимальном отделе кисти.

Это губчатые кости, конфигурация которых в известной степени послужила основанием для их названия. Кости запястья расположены в два ряда, в каждом из которых имеется по четыре маленькие кости (рисунок 1.5). В проксимальном ряду расположены, начиная от латерального края и гороховидная(4) кости.

Дистальный ряд составляют большая многоугольная (5), малая многоугольная (6), головчатая (7) и крючковидная (8) кости.

Кости запястья не лежат в одной плоскости: с тыльной стороны они образуют выпуклость, а с ладонной – вогнутость. В тех местах, где кости соприкасаются друг с другом, с костями предплечья и костями пясти, имеются суставные поверхности.

К о с т и п я с т ь я представляют собой небольшие трубчатые кости, в каждой из которых различают среднюю часть, головку и основание. Основание пястных костей несут на своей поверхности суставные площадки, с помощью которых образуются суставы этих костей друг с другом и с костями запястья.

Головки пястных костей имеют шаровидные суставные поверхности, участвующие в образовании суставов с основными фалангами пальцев. Счет пястных костей начинается с латерального края кисти (IY пястные кости). I-я пястная кость короче и шире остальных.

трубчатым костям. В каждом пальце, кроме первого (большого), имеется по три фаланги (основная, средняя и ногтевая). В большом пальце их две: основная и ногтевая. В каждой фаланге различают: основание, тело и головку.

1.2.2.2 Соединение костей свободной верхней конечности Плечевой сустав образован суставной впадиной лопатки и головкой плечевой кости. В суставе шаровидной формы возможны сгибание и разгибание, отведение и приведение, вращение.

Локтевой сустав образован плечевой, локтевой и лучевой костями. В локтевом суставе общей суставной сумкой объединены три сочленения: плечелоктевое, плечелучевое и лучелоктевое. В локтевом суставе возможно сгибание и разгибание. Кости предплечья соединены межкостной перепонкой и двумя лучелоктевыми суставами: проксимальной (входит в состав локтевого сустава) и дистальной. Оба сустава по форме цилиндрические, в них возможно вращение вокруг вертикальной оси.

Соединение костей предплечья с костями кисти обеспечивается лучезапястным суставом.

Л у ч е з а п я с т н ы й с у с т а в, по форме эллипсоидный, образован суставной поверхностью на дистальном конце лучевой кости и первым рядом костей запястья, кроме гороховидной. Локтевая кость не принимает непосредственного участия в образовании лучезапястного сустава, так как ее головка отделена от сустава небольшим хрящевым диском. Сустав хорошо укреплен связками. Движения в лучезапястном суставе происходят вокруг двух осей: фронтальной – сгибание и разгибание, и сагиттальной – приведение и отведение. Возможны также неполные круговые движения.

и второго ряда костей запястья. Функционально он связан с лучезапястным суставом, вместе с которым составляет так называемый сустав кисти. Кости проксимального и дистального рядов запястья соединяются друг с другом короткими, но прочными связками. По форме сустав – плоский.

З а п я с т н о –п я с т н ы е с у с т а в ы расположены между дистальным рядом костей запястья и основаниями пястных костей. При этом различают: запястно–пястный сустав большого пальца, образованный большой многоугольной и I-ой пястной костями, и запястно– пястные суставы II-Y пальцев, имеющие общую суставную полость.

Запястный сустав большого пальца имеет с е д л о в и д н у ю форму. Движения в нем возможны вокруг двух взаимно перпендикулярных осей: фронтальной (сгибание и разгибание) и сагиттальной (приведение и отведение), а также неполные круговые движения.

Запястно–пястные суставы II-Y пальцев являются п л о с к и м и по форме, и соответственно, малоподвижными суставами; в них возможно небольшое скольжение одной суставной поверхности по другой.

М е ж п я с т н ы е с у с т а в ы, по форме п л о с к и е, являются малоподвижными соединениями, расположенными между основаниями IIY пястных костей.

П я с т н о –ф а л а н г о в ы е с у с т а в ы расположены между головками пястных костей и основаниями основных фаланг. По форме только пястно–фаланговый сустав большого пальца является б л о к о в и д н ы м, остальные суставы по форме приближаются к ш а р о в и д н ы м. Однако их движения сильно ограничиваются имеющимся здесь связочным аппаратом.

расположены между головками и основаниями смежных фаланг. Движения в них происходят только вокруг фронтальной оси – сгибание и разгибание. Суставы имеют боковые укрепляющие связки.

1.2.3 Скелет нижней конечности В скелете нижних конечностей различают к о с т и т а з о в о г о пояса и кости свободной нижней конечности.

Рисунок 1.6 – Скелет нижней конечности самую крупную сесамовидную кость, которая располагается в толще сухожилия мышцы бедра.

большеберцовая (2) и малоберцовая (3) кости (рисунок 1.6). Как и бедренная кость, это длинные трубчатые кости.

Б о л ь ш е б е р ц о в а я к о с т ь располагается на голени медиально. Она более массивная по сравнению с малоберцовой. На верхнем конце она наиболее толстая и образует два мыщелка – медиальный и латеральный, которые своими суставными поверхностями соединяются с мыщелками бедренной кости. На наружной стороне латерального мыщелка расположена небольшая суставная площадка – место соединения с верхним концом малоберцовой кости.

Нижний (дистальный) конец кости утолщен. С внутренней стороны его находится направленный вниз костный отросток, называемый внутренней лодыжкой. С наружной стороны имеется вырезка – место присоединения нижнего конца малоберцовой кости.

снаружи от большеберцовой кости. Верхний конец ее утолщен и называется головкой. Головка сочленяется с большеберцовой костью.

Тело кости (диафиз) – тонкое, трехгранной формы.

Нижний конец малоберцовой кости утолщен и называется н а ружной лодыжкой.

1.2.3.1 Кости стопы п а л ь ц ы, основу которых соответственно составляют кости предплюсны, плюсны и фаланги пальцев (рисунок 1.7).

Скелет предплюсны состоит из семи костей: пяточной, таранной, кубовидной, ладьевидной и трех клиновидных, называемых по номерам – первая, вторая и третья, считая от внутреннего края стопы к наружному.

П я т о ч н а я к о с т ь ( 1 ) является самой крупной из костей стопы. Она расположена снизу и сильно выступает назад, заканчиваясь массивным пяточным бугром, на который происходит опора заднего отдела стопы. Само тело пяточной кости имеет удлиненную, несколько сплюснутую с боков четырехугольную форму. Сверху на теле кости находятся суставные площадки, посредством которых она сочленяется с таранной костью.

Т а р а н н а я к о с т ь ( 2 ) является единственной из костей стопы, непосредственно сочленяющейся с голенью. Таранная кость имеет тело и головку. Она является промежуточной между голенью и остальными костями стопы.

спереди с тремя клиновидными костями. Она расположена у внутреннего края стопы.

первыми тремя костями плюсны. Форма этих костей соответствует их названию.

между пяточной костью и четвертой и пятой плюсневыми костями.

К о с т и п л ю с н ы ( 5 ) представлены пятью трубчатыми плюсневыми костями, в каждом из которых различают диафиз, головку и основание. Своими основаниями они сочленяются с костями предплюсны, а головками – с фалангами пальцев.

Первая плюсневая кость – самая толстая и короткая, вторая – наиболее длинная. Пятая имеет бугристость в виде выступа, обращенного наружу и вниз и легко прощупываемого под кожей.

вид с наружной (а), с внутренней (б) стороны и вид сверху (в) 1 – пяточная кость; 2 – таранная кость; 3 – ладьевидная кость;

4 – клиновидные кости (I, II, III – считая от внутреннего края стопы); 5 – плюсневые кости (I-Y – считая от внутреннего края стопы); 6 – основные фаланги пальцев; 7 – средняя фаланга пальцев; 8 – ногтевая фаланга пальцев; 9 – кубовидная кость;

10 – сесамовидная кость П а л ь ц ы н о г так же, как и пальцы рук, состоят из 3-х фаланг:

основной (6), средней (7) и ногтевой (8). Первый (большой) палец имеет 2 фаланги: основную и ногтевую. Фаланги пальцев имеют трубчатую форму. На ногтевых фалангах имеются ногтевые бугристости. Из фаланг пальцев фаланги первого пальца массивнее остальных. У взрослых в большинстве случаев первый палец является самым длинным, но бывает короче второго или равен ему.

1.2.3.2 Соединение костей свободной нижней конечности Соединение костей свободной нижней конечности, в отличие от верхней конечности, имеет ряд особенностей, отражающих их функцию опоры и передвижения тела в пространстве.

Т а з о б е д р е н н ы й с у с т а в – ореховидный по форме (разновидность шаровидного), образован вертлужной впадиной тазовой кости и головкой бедренной кости.

Движения в тазобедренном суставе: вокруг фронтальной оси – сгибание и разгибание бедра, вокруг сагиттальной – приведение и отведение, вокруг вертикальной – вращение внутрь и вращение наружу.

Кроме того, как и во всяком трехосном суставе, здесь может производиться круговое движение.

К о л е н н ы й с у с т а в относится к сложным суставам, так как образован тремя костями: бедренной, большеберцовой и надколенной чашкой. Наружный и внутренний мыщелки бедренной кости противостоят наружному и внутреннему мыщелкам большеберцовой кости. Однако кривизны суставных поверхностей мыщелков этих костей друг другу не соответствуют (суставные поверхности мыщелков бедренной кости имеют большую кривизну). Это несоответствие выравнивается наличием внутреннего и наружного менисков, расположенных между мыщелками бедренной и большеберцовой костей. Мениски также смягчают толчки при движении тела. Особенностью коленного сустава является также наличие в полости сустава крестообразных связок, которые соединяют друг с другом бедренную и большеберцовую кости, и синовиальных сумок.

Коленный сустав является блоковидно-вращательным суставом. В нем возможны движения: сгибание и разгибание голени, а при согнутом положении – незначительное вращение голени.

С о е д и н е н и е к о с т е й г о л е н и. Большеберцовая и малоберцовая кости соединяются в верхней части п л о с к и м суставом. На протяжении диафизов костей они соединены межкостной перепонкой.

Нижние концы этих костей соединены с в я з к а м и.

Соединение костей стопы. В области стопы имеются многочисленные малоподвижные суставы, сложный и прочный связочный аппарат, который укрепляет стопу и обеспечивает ее опорную функцию.

стопой. Он образован суставными поверхностями блока таранной кости и суставными поверхностями нижних концов костей голени. При этом П-образное углубление в виде вилки, образованное берцовыми костями (нижней поверхностью большеберцовой кости и лодыжками обеих костей голени) охватывает блок таранной кости. Сустав укреплен крепкими связками, которые идут со всех сторон от костей голени к таранной, ладьевидной и пяточной костям. По форме голеностопный сустав представляет разновидность блоковидного, называемый в и н т о о б р а з ным суставом.

Движения происходят вокруг фронтальной оси – сгибание и разгибание стопы. Т ы л ь н о е с г и б а н и е – стопа поднимается, п о д о ш в е н н о е с г и б а н и е – стопа опускается.

При подошвенном сгибании возможны небольшие движения в стороны – приведение и отведение, т.е. движение носком внутрь и наружу.

Общий объем движения в голеностопном суставе равняется приблизительно 650 (сгибание и разгибание).

Кости стопы, сочленяясь между собой, образуют суставы, которые можно разбить на четыре основные группы:

1) суставы межпредплюсневые;

2) суставы предплюсне-плюсневые;

3) суставы плюсне-фаланговые;

4) суставы межфаланговые.

п я т о ч н ы й – цилиндрический по форме, имеет одну ось вращения, идущую в передне-заднем направлении. Вокруг этой оси возможен поворот стопы внутрь и наружу, т.е. ее пронация и супинация.

При пронации происходит поднятие наружного края стопы и опускание внутреннего, при супинации – наоборот.

головкой таранной кости и суставной ямкой, образованной ладьевидной и пяточной костями. Сустав имеет сферическую форму и относится к типу шаровидных суставов.

Движение в таранно-пяточном и таранно-пяточно-ладьевидном суставах происходит одновременно. Поэтому в функциональном отношении оба сустава объединяются в один комбинированный сустав, называемый п о д т а р а н н ы м.

Хотя движение в голеностопном и подтаранном суставах может происходить самостоятельно, но обычно эти два сустава функционируют одновременно.

При подошвенном сгибании стопы обычно одновременно происходят ее приведение и супинация, а при разгибании (тыльном сгибании) – отведение и пронация. Совместное движение в этих суставах дает величину подвижности в 900.

П я т о ч н о - к у б о в и д н ы й с у с т а в образуется между суставными поверхностями пяточной и кубовидной костей. Он имеет с е д л о в и д н у ю форму, но и функционирует как одноосный, причем ось вращения в нем проходит в передне-заднем направлении.

П я т о ч н о - к у б о в и д н ы й сустав и т а р а н н о - л а д ь е в и д н ы й объединяются под общим названием поперечного сустава предплюсны (сустав Шопара).

Остальные суставы предплюсны, а именно суставы между клиновидной, кубовидной и ладьевидной костями, имеют плоскую форму и малоподвижны. Они хорошо укреплены связками, расположенными не только с тыльной и подошвенной сторон сустава, но также в некоторых местах между костями внутри самих суставов.

костями предплюсны и плюсны. Эти суставы имеют плоскую форму, подвижность в них незначительна. Они хорошо укреплены связочным аппаратом с тыла и подошвы, в некоторых местах имеют межкостные связки.

Комплекс костей в суставе ладьевидной, клиновидных, кубовидной и всех плюсневых обладает наименьшей подвижностью среди всех костей стопы. Эти десять костей составляют твердую основу стопы.

Плюснефаланговые суставы образованы головками плюсневых костей и основными фалангами пальцев. Они имеют несколько неправильную шаровидную форму и относятся к типу шаровидных суставов.

Движения в них происходят главным образом вокруг фронтальных осей, т.е. имеют место сгибание и разгибание.

На подошвенной стороне первого плюснефалангового сочленения находятся так называемые сесамовидные косточки, соответственно которым на нижней части суставной поверхности головки первой плюсневой кости имеются борозды. Поэтому этот сустав в функциональном отношении является скорее блоковидным, чем шаровидным.

М е ж ф а л а н г о в ы е с у с т а в ы представляют собой сочленения между основными и средними, а также между средними и ногтевыми фалангами пальцев стопы. Они относятся к типу блоковидных суставов. Это одноосные суставы, в которых возможны только сгибание и разгибание.

1.3 Мышечная система 1.3.1 Общие сведения о мышцах Учение о мышцах – м и о л о г и я (mio – мышца, logos – учение).

В отличие от скелета, который является пассивным элементом системы органов движения, мышцы представляют собой активную часть двигательного аппарата. В результате их сокращений происходят различные движения.

П о ф у н к ц и о н а л ь н о м у п р и з н а к у все мышцы подразделяются на две группы мышц: произвольные и непроизвольные.

Сокращение мышц верхних и нижних конечностей контролируется сознанием, т.е. они относятся к группе произвольных.

Скелетная мышца – это орган, основу которого составляют поперечно-полосатые мышечные волокна. Если рассмотреть поперечный разрез мышцы (рисунок 1.8), то мы увидим, что каждая мышца состоит из пучков мышечных волокон, которые окружены рыхлой соединительной тканью. Сверху мышца окружена плотной толстой оболочкой, называемой ф а с ц и е й. Фасции предотвращают сращивание мышц. В соединительной ткани, внутри пучков мышечных волокон и между ними, проходят кровеносные сосуды и нервы. Каждая из мышц состоит из тела (сократимая часть) и сухожилий (это пассивные отделы, посредством которых мышцы прикрепляются к костям).

1 – мышечные пучки; 2–3 – рыхлая соединительная ткань; 4 – фасция Ф о р м а м ы ш ц. Мышцы отличаются значительным разнообразием формы, которая в известной степени зависит от места расположения мышцы и ее работы. Принято различать три основные формы мышц: длинные, короткие и широкие.

Длинные мышцы имеют форму веретена и располагаются преимущественно на конечностях. Начало мышц (проксимальная часть) называют головкой, среднюю часть – брюшком, а дистальный конец – хвостом.

Короткие мышцы – их длина и ширина очень незначительны.

Широкие мышцы находятся преимущественно на туловище. Они имеют относительно небольшую толщину.

Некоторые мышцы начинаются от различных частей кости или от разных костей скелета несколькими отдельными головками. Эти головки затем переходят в одно брюшко. В соответствии с этим имеются Основным свойством мышечной ткани является сократимость.

При сокращении мышца укорачивается, т.е. сближаются точки ее начала и прикрепления.

Мышцы тела человека подразделяются по областям: м ы ш ц ы г о л о в ы, ш е и, г р у д и и т.д. В пределах той или иной области мышцы разделяются на отдельные группы: м е д и а л ь н ы е, л а т е р а л ь н ы е, п е р е д н и е, з а д н и е, а также слои – п о в е р х н о с т ный и глубокий.

Мышцы перекидываются через один, два или несколько суставов и при сокращении производят в них определенные движения. По характеру движений мышц различают: с г и б а т е л и, р а з г и б а т е л и, п р и в о д я щ и е и о т в о д я щ и е, в р а щ а ю щ и е (пронаторы, супинаторы) и т. д. Обычно мышцы, производящие сгибание, находятся спереди, а осуществляющие разгибание – сзади от суставов (исключение коленный и голеностопный сустав). Мышцы, лежащие снаружи от суставов, выполняют функцию отведения, а лежащие кнутри – приведения. Вращение осуществляют мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (пронация – поворот внутрь, супинация – поворот наружу).

Для наименования мышц зачастую используют их в н е ш н ю ю ф о р м у (дельтовидная, ромбовидная, квадратная, червеобразная, веретенообразная и т.д.); п о л о ж е н и е м ы ш ц (грудная, подколенная и т.д.); н а ч а л о и м е с т о п р и к р е п л е н и е (плечелучевая и т.д.);

на п р а в л е н и е м ы ш е ч н ы х в о л о к о н (прямая, косая, поперечная).

Следует отметить, что обычно движение осуществляется не одной мышцей, а группой мышц. Мышцы, выполняющие аналогичную функцию, называются с и н е р г и с т а м и. Мышцы, которые производят движение в противоположных направлениях, называются а н т а г о н и стами.

Работа различных групп мышц происходит согласованно. Так, если мышцы-сгибатели сокращаются, то разгибатели в это время расслабляются. Благодаря этому движение различных частей тела человека совершается плавно. Причем сокращение и расслабление различных групп мышц происходит в строгом порядке с определенной силой. Такая согласованность движений носит название к о о р д и н а ц и и д в и ж е ний.

Мышцы в живом организме никогда, даже при покое, не бывают полностью расслабленными. Обычное состояние любой мышцы – состояние некоторого напряжения, или тонуса. Мышечный тонус вызывается резкими импульсами, поступающими в мышцы из центральной нервной системы. Тонус колеблется в течение суток и зависит от пола, возраста, профессии. Утром тонус пониженный, днем – повышается.

Степень развития мускулатуры зависит от возраста, пола, профессии и других факторов. В разные возрастные периоды мышцы растут с неодинаковой скоростью. Масса всей мускулатуры новорожденного составляет 24 % от общей массы тела. В дошкольном возрасте масса мышц изменяется мало и к 7 годам достигается 28 %.

В возрасте от 7 до 12 лет происходит быстрый рост массы мышц, сопровождающийся утолщением их волокон.

Затем до 18 лет рост массы мышц идет более медленно, когда масса мышц достигает 35-40 % от массы тела.

У женщин масса мышц несколько меньше, чем у мужчин.

Сухожилия особенно энергично удлиняются в 13–15 лет, обгоняя рост в длину сокращающейся части мышц. Это позволяет мышце в этот период не отставать от быстро удлиняющихся в школьном возрасте трубчатых костей.

Мышцы в это время становятся длинными и тонкими, а сами подростки кажутся длинноногими и длиннорукими.

У спортсменов с хорошо развитой мускулатурой общая масса мышц достигает даже 50 % массы тела.

1.3.2 Мышцы свободной верхней конечности Мышцы свободной верхней конечности разделяются на мышцы плеча, предплечья и кисти.

В области плеча расположены передняя и задняя группы мышц. Передняя группа состоит из двуглавой, плечевой и клювоплечевой мышц.

Друглавая мышца производит сгибание в плечевом и локтевом суставах, плечевая – сгибание в локтевом суставе. Клювоплечевая мышца сгибает плечо. Заднюю группу составляют трехглавая мышца плеча и локтевая мышца, которые разгибают предплечье.

На предплечье располагаются две группы мышц: передняя (сгибатели кисти и пронаторы) и задняя (разгибатели кисти и супинаторы).

Мышцы передней группы (рисунок 1.9) лежат в два слоя. К поверхностному слою этой группы относятся следующие: круглый пронатор (1), лучевой сгибатель кисти (2), длинная ладонная мышца (3) (вплетается в ладонный апоневроз (6), поверхностный сгибатель пальцев (4) (прикрепляется к основанию средних фаланг II-V пальцев), локтевой сгибатель кисти (5) (прикрепляется к гороховидной кости).

В глубоком слое передней группы мышц предплечья лежат длинный сгибатель большого пальца (7) (прикрепляется к основанию ногтевой фаланги большого пальца), глубокий сгибатель пальцев (8) (прикрепляется к основанию ногтевых фаланг II-V пальцев) и квадратный пронатор (9).

Мышцы задней группы предплечья так же, как и передняя группа мышц предплечья, расположены в два слоя (рисунок 1.10). К поверхностному слою относятся плечелучевая мышца (11) (см. рисунок 1.9), длинный лучевой разгибатель кисти (2), короткий лучевой разгибатель кисти (3), общий разгибатель пальцев (4) (прикрепляется к основаниям средних и ногтевых фаланг II-V пальцев), локтевой разгибатель кисти (5), (прикрепляется к основанию V пястной кости).

Рисунок 1.9 – Мышцы передней группы предплечья Рисунок 1.10 – Мышцы задней группы предплечья В состав глубокого слоя задней группы входят супинатор предплечья (10) (см. рисунок 1.9), длинная отводящая большой палец мышца (6) (прикрепляется к основанию I пястной кости), короткий разгибатель большого пальца (7) (прикрепляется к основанию первой фаланги большого пальца), длинный разгибатель большого пальца (8).

Мышцы передней группы сгибают кисть и пальцы, пронируют предплечье, вместе с мышцами плеча участвуют в сгибании предплечья.

Мышцы задней группы разгибают кисть и пальцы, супинируют предплечье, вместе с мышцами плеча участвуют в разгибании предплечья.

Совместное сокращение некоторых мышц и задней и передней групп отводит и приводит кисть.

В области лучезапястного сустава собственная фасция предплечья утолщается и образует круговую связку запястья (9). Последняя охватывает сухожилия мышц предплечья подобно браслету.

Мышцы кисти в основном располагаются с ладонной стороны (рисунок 1.11) и делятся на три группы: мышцы возвышения большого пальца, средняя группа и мышцы возвышения малого пальца.

Рисунок 1.11 – Мышцы кисти. сгибающая малый палец (6), мышца, Ладонная сторона Собственная фасция кисти образует на ладонной поверхности прочную фасциальную пластинку – ладонный апоневроз. На тыле кисти фасции менее выражены.

1.3.3 Мышцы свободной нижней конечности Мышцы свободной нижней конечности разделяются на мышцы бедра, голени и стопы.

Мышцы бедра. На бедре (рисунок 1.12) различают 1.12) и портняжная мышцы. Ч е т ы р е х г л а в а я имеет четыре головки:

прямая мышца бедра (6), широкая латеральная (5), широкая промежуточная и широкая медиальная (4) мышцы. Она является разгибателем голени. П о р т н я ж н а я м ы ш ц а ( 7 ) – самая длинная мышца в человеческом теле, участвует в сгибании бедра и голени.

З а д н ю ю г р у п п у мышц бедра составляют полусухожильная (8), полу-перепончатая (9) и двуглавая (короткая (10) и длинная (11) мышцы. Задние мышцы бедра производят разгибание бедра и сгибание голени. Кроме того, при согнутом колене двуглавая мышца вращает голень наружу, а две другие мышцы – внутрь.

Рисунок 1.12 – Мышцы бедра. Передняя и задняя группы мышц (1), нежной (3) и трех приводящих (длинной (2), короткой и большой (12)) мышц. Основная их функция – приведение бедра.

Мышцы голени. На голени различают п е р е д н ю ю, з а д н ю ю и л и т е р а л ь н у ю г р у п п ы м ы ш ц (рисунок 1.13). Все мышцы голени переходят на стопу.

П е р е д н я я г р у п п а состоит из передней большеберцовой (1), длинного разгибателя пальцев (III-Y) (2) и длинного разгибателя большого пальца (3). Передняя большеберцовая мышца разгибает стопу и поднимает ее внутренний край (супинирует), а две другие – разгибают пальцы.

З а д н я я г р у п п а мышц голени образует два слоя: поверхностный и глубокий. Поверхностный слой включает трехглавую мышцу голени, которая имеет три головки. Две поверхностные головки образуют икроножную мышцу (4-5). Глубокая головка образует камбаловидную (6). Обе мышцы внизу образуют общее сухожилие (7) (ахиллово), которое прикрепляется к бугру пяточной кости. Трехглавая мышца производит сгибание в голеностопном суставе.

В состав глубокого слоя задних мышц голени входят три сгибателя: задняя большеберцовая мышца (9), длинный сгибатель пальцев (8) и длинный сгибатель большого пальца (10). Задняя большеберцовая мышца сгибает стопу и супинирует ее, т.е. поднимает ее внутренний край, а две другие мышцы сгибают пальцы и стопу.

Передние, задние, латеральные группы мышц Л а т е р а л ь н а я г р у п п а мышц голени включает длинную (11) и короткую (12) малоберцовые мышцы. Сухожилия этих мышц переходят на стопу, огибая наружную лодыжку. Малоберцовые мышцы сгибают стопу и пронируют ее, т.е. поднимают наружный и опускают внутренний края стопы.

Мышцы стопы. На стопе различают мышцы тыла стопы и мышцы подошвы (рисунок 1.14). На тыле стопы (рисунок 1.14, а) располагаются короткий разгибатель большого пальца (2) и короткий разгибатель пальцев (1), который имеет три тонких сухожилия и четыре межкостные мышцы (3).

Подошвенные мышцы (рисунок 1.14, б) образуют три группы: медиальную (мышцы возвышения большого пальца), среднюю и латеральную (мышцы возвышения пятого пальца). К медиальной группе мышц принадлежат: короткий сгибатель большого пальца (3), мышца отводящая (1) и мышца, приводящая большой палец. Эти мышцы способствуют сгибанию, отведению и приведению большого пальца.

В среднюю группу входят: короткий сгибатель пальцев (2), квадратная мышца подошвы, червеобразные мышцы (4), три межкостные подошвенные мышцы (6). Эти мышцы сгибают пальцы, приводят их к среднему и отводят.

Латеральная группа образована: мышцей, отводящей пятый палец (5), мышцей, противопоставляющей пятый палец и коротким сгибателем пятого пальца (7). Основная функция этих мышц заключается в укреплении свода стопы.

Так как движения пальцев ноги крайне ограничены, то все эти мелкие мышцы имеют только некоторое подсобное значение при работе длинных мышц, которые расположены в области голени.

Фасция стопы на подошве образует крепкий сухожильный подошвенный апоневроз. Он начинается от пяточной кости и распространяется на пальце своими отрогами.

а) тыльная поверхность; б) подошвенная поверхность 1.4 Сосудистая система В сосудистой системе различают кровеносную и лимфатическую системы.

Кровь движется по кровеносным сосудам. Они представляют собой эластичные трубки разного диаметра. Все тело пронизано кровеносными сосудами, причем они, не прерываясь, переходят друг в друга и составляют единую замкнутую систему. Главным органом кровообращения является сердце.

капилляры и вены. Они отличаются друг от друга как по своему строению, так и по функции.

А р т е р и я м и называю сосуды, по которым кровь течет от сердца в органы. Они имеют сравнительно толстые стенки, состоящие из трех слоев или оболочек. Артерии имеют различный диаметр; чем дальше от сердца располагается сосуд, тем меньше его диаметр. Самая крупная артерия называется аортой. Внутри каждого органа артерия делится на более мелкие ветви. Самые мелкие артериальные сосуды разделяются на капилляры.

К а п и л л я р ы представляют собой мельчайшие кровеносные сосуды, различимые только под микроскопом. Просвет капилляров изменчив, в среднем равен 7,5 µ. Длина каждого капилляра не превышает 0,3 мм. Количество капилляров очень велико. На каждый мм ткани любого органа приходится несколько сотен капилляров. Обмен веществ между кровью и тканями происходит только в капиллярах.

Артериальная кровь на протяжении капилляров превращается в венозную, которая оттекает в вены.

В е н а м и называют сосуды, по которым кровь течет из органов к сердцу. В отличие от артерии, кровь по венам, благодаря наличию клапанов в них, течет в одном направлении – к сердцу. По мере приближения к сердцу диаметр венозных сосудов увеличивается.

В артериях кровь течет под большим давлением и с большой скоростью, в венах – с меньшей скоростью. Вен поэтому примерно в два раза больше, чем артерий.

Все кровеносные сосуды в теле человека составляют д в а к р у г а к р о в о о б р а щ е н и я : большой и малый. Б о л ь ш о й к р у г к р о в о о б р а щ е н и я представляет систему сосудов, по которым кровь совершает путь из левого желудочка сердца в органы, а из органов – в система сосудов, по которой венозная кровь движется из правого желудочка в легкие, и из легких обогащенная кислородом артериальная кровь по четырем легочным венам (по две из каждого легкого) возвращается в левое предсердие. Из левого желудочка выходит самый крупный артериальный сосуд – а о р т а, которая несет артериальную кровь для всего организма.

н и с х о д я щ у ю ч а с т ь. Восходящая аорта кровоснабжает сердце. От дуги аорты отходит подключичная артерия, продолжением которой является подкрыльцовая артерия, кровоснабжающая мышцы плечевого пояса и сумки плечевого сустава. На плече подкрыльцовая артерия переходит в плечевую, которая затем делится на локтевую и лучевую.

Плечевая, локтевая и лучевая артерии кровоснабжают кожу, мышцы и кости верхних конечностей.

Нисходящая аорта делится на две части: н а г р у д н у ю и б р ю ш н у ю а о р т ы. Брюшная аорта на уровне IY-Y поясничных позвонков делится на две – п р а в у ю и л е в у ю – общие подвздошные артерии, которые, в свою очередь делятся на н а р у ж н у ю внутренней подвздошной артерии участвует в кровоснабжении тазобедренного сустава и мышц бедра. Наружная подвздошная переходит на бедро, и продолжение ее называется бедренной артерией, кровоснабжающей мышцы, кожу и кости бедра. Бедренная артерия переходит в подколенную, которая, в свою очередь, делится на переднюю и заднюю большеберцовые артерии, участвующие в кровоснабжении голени (мышц, кожи, костей). Задняя большеберцовая артерия проходит вниз, огибает внутреннюю лодыжку и выходит на подошвенную сторону стопы, где разветвляется на две подошвенные артерии – медиальную и латеральную, которые кровоснабжают все мышцы и кожу подошвенной стороны стопы.

Кровоснабжение тыла стопы осуществляется тыльной артерией стопы, которая является продолжением передней большеберцовой артерии.

Артерии человеческого тела на большом протяжении залегают в глубине между мышцами. Только в некоторых местах они располагаются близко к поверхности и не прикрыты мышцами.

Например, тыльную артерию стопы легко прощупать, так как она прилегает к скелету и слабо покрыта мягкими тканями.

Отток венозной крови происходит по поверхностным и глубоким венам. Глубокие вены в области верхних и нижних конечностей являются парными и сопровождают одноименные артерии. Поверхностные вены лежат в подкожной клетчатке, и, если в ней мало жировой ткани, они отчетливо просвечивают сквозь кожу.

Кроме системы кровеносных сосудов в организме человека имеется лимфатическая система, которая является добавочной системой оттока, дополняющей функцию венозной системы.

При проектировании внутренней формы обуви (колодки) необходимо учитывать, что даже небольшое давление на поверхность стопы приводит к сдавливанию капилляров и выдавливанию из них крови. Внешне это проявляется в виде местного побеления кожи.

Продолжительное нарушение кровообращения в капиллярах может привести к травматическим поражениям.

Удобной обувью следует считать такую, которая не вызывает нарушений системы кровообращения кожных покровов и костной структуры стопы и тем самым обеспечивает ее нормальное функционирование. Известно, что стопа в обуви, особенно в туфлях и полуботинках, сжата в поперечном направлении. Уже при надевании обуви в положении ноги "на весу" отмечается сжатие стопы и растяжение материала верха в поперечном направлении. Для правильного определения величины давления обуви на стопу необходимо исходить из объективной оценки. Такой оценкой может служить изменение кровенаполнения при сжатии стопы. Так Гуровой Л.П., Пушкарем Ю.П. и Зыбиным Ю.П. [18] был использован метод продольной реографии для определения допустимого давления на стопу, которое не вызывало изменения кровенаполнения в сосудах. Этот метод наиболее полно отражает состояние кровотока не только в крупных, но и в венозных и в менее крупных артериальных сосудах.

Давление было замерено в области, расположенной в пределах 0,48– 0,68 Д стопы. В разных положениях оно различно:

- при горизонтальном положении равно 8,5 кПа (87 г/см2);

- при опоре на обе ноги – 18,5 кПа (185 г/см2).

В качестве допустимого давления верха обуви на стопу авторы считают 16,0 кПа [19]. Следует заметить, что начало сжатия человек ощущает уже при давлении 5,4 кПа.

В других исследованиях [11] для участка пучков приводятся более высокие значения величины допустимого давления – 34,0–40,5 кПа.

Однако, ряд исследователей [21,22,23] исходя из давления крови, считают, что давление обуви на стопу не должно превышать 4,5–6, кПа.

Работы, проведенные во ВЗИТЛП [24], показали, что величина давления существенно зависит от возраста носчика. Так, если ощущение дискомфорта стопы у женщин в возрасте 20–30 лет проявляется при давлении 4,23 кПа, а болевые ощущения при давлении 10,3 кПа, то для женщин в возрасте 60–70 лет эти величины составляют соответственно 2,84 и 5,52 кПа. Авторы делают вывод, что предельное значение давления для женщин в возрасте 20–30 лет составляет 2,7 кПа, для возраста 60-70 лет – 1,8 кПа.

Как видим, данные о допустимом давлении верха обуви на стопу у разных исследователей значительно отличаются.

1.5 Нервная система Нервная система регулирует деятельность различных органов, систем органов и всего организма. Сокращение мышц, работа сердца, обмен веществ и все другие многообразные процессы, постоянно совершающиеся в организме, происходят под влиянием нервной системы.

Нервная система осуществляет связь между разными органами и системами, согласовывает (координирует) их деятельность, обусловливая тем самым функциональное единство организма.

Нервная система осуществляет еще одну важную функцию – взаимодействие организма с окружающей его внешней средой.

Основной структурной и функциональной единицей нервной системы является нервная клетка – н е й р о н.

Нервная клетка – нейрон – имеет тело, содержащее оболочку, ядро и протоплазму, отростки (рисунок 1.15). Один из них – самый длинный – является непосредственным отростком нервной клетки и называется н е й р и т о м.

чувствительное нервное окончание – р е ц е п т о р. Рецепторы находятся в коже, мышцах, внутренних органах и т.д. Они превращают энергию внешнего раздражения в нервный импульс, который идет к телу нервной клетки.

Рисунок 1.15 – Строение нервной Нейроны соединяются друг с другом путем контакта разветвлений одной нервной клетки с телом или отростками (дендритами) другой клетки и образуют так называемую р е ф л е к т о р н у ю д у г у. Рефлекторная дуга как минимум состоит из двух нейронов: ч у в с т в и т е л ь ного и двигательного.

Внешнее раздражение идет к телу нервной клетки (чувствительной), а от нее к двигательным клеткам, а от них нервной импульс достигает рабочего органа, обеспечивающего ответ на внешнее раздражение.

Нервная система разделяется на ц е н т р а л ь н у ю и п е р и ф е р и ч е с к у ю ч а с т и. Это деление в известной степени условно, так как нервная система – едина.

системе относятся нервные сплетения и нервы.

Разница в отношении строения центральной и периферической нервной систем состоит в том, что центральная часть нервной системы содержит скопление тел нейронов (нервных клеток); периферическая же часть нервной системы представлена главным образом нервами, т.е.

пучками нервных волокон – нейритов.

Основной частью нерва являются нервные волокна, объединенные в пучки. Пучки нервных волокон охвачены оболочками и связываются друг с другом рыхлой соединительной тканью, в которой проходят питающие нерв сосуды. Весь нерв покрыт соединительной оболочкой.

Число нервных волокон в нерве исчисляется тысячами. По характеру волокон нервы делятся на чувствительные, двигательные и смешанные (состоят из двигательных и чувствительных нервных волокон).

Нервы, выйдя из позвонков, образуют сплетения. Верхние конечности иннервируют плечевое сплетение, нижние конечности иннервируют крестцовое сплетение.

Мышцы верхней конечности иннервируют следующие нервы:

- п л е ч о : переднюю группу мышц – мышечно-кожный нерв;

заднюю группу – лучевой нерв.

локтевой нервы; заднюю группу – лучевой нерв.

- к и с т ь : локтевой и срединный нервы.

Мышцы нижней конечности иннервируют следующие нервы:

- б е д р о : переднюю группу мышц – бедренный нерв, медиальную группу – запирательный нерв, заднюю группу – седалищный нерв.

- г о л е н ь : переднюю группу мышц – поверхностный малоберцовый нерв, заднюю группу – большеберцовый нерв.

большеберцового нерва и из глубокого малоберцового нерва.

Нервы, идущие на подошву стопы, проходят вместе с сосудами под внутренней лодыжкой. На подошве стопы нервы хорошо защищены мягкими тканями. Однако несмотря на это, в случае резко выраженного уплощения стопы возможно некоторое сдавливание их и связанное с этим появление болезненных ощущений.

1.6.1 Строение кожи Кожа состоит из трех слоев (рисунок 1.16): эпидермис – наружный слой; дерма – собственно кожа; подкожно-жировой слой.

Рисунок 1.16 - Кожа (вертикальный разрез):

1- роговой слой эпидермиса; 2 – ростковый слой эпидермиса; 3 – сосочковый слой дермы; 4 – сетчатый слой дермы; 5 – подкожно-жировой слой; 6 – сальная железа; 7 – потовая железа, 8 – выводной проток потовой железы; 9 – волосяная луковица Э п и д е р м и с – наружный слой кожи, состоящий из двух слоев, которые образованы клетками правильной формы. Клетки поверхностного слоя эпидермиса ороговевают и, постепенно слущиваясь, заменяются новыми. Этот слой различной толщины в различных частях тела. Наиболее толст он на ладонной стороне кисти и подошвенной стороне стопы.

Замещение утраченных клеток происходит путем беспрерывного образования молодых клеток в глубоком р о с т к о в о м с л о е эпидермиса.

Д е р м а – собственно кожа (толщиной 0,5–5,0 мм) – состоит из двух слоев: с о с о ч к о в о г о и с е т ч а т о г о, переходящих один в другой. Сосочковый слой прилегает к эпидермису. Он не очень большой и образован рыхлой волокнистой соединительной тканью. В нем преобладают эластичные волокна. В сосочковом слое располагаются сосуды и нервные чувствительные окончания – рецепторы.

Остальная часть дермы – это с е т ч а т ы й с л о й, наиболее мощный слой кожи. В сетчатом слое больше коллагеновых волокон, образующих плотную соединительную ткань. В сетчатом слое находятся: корни волос, потовые и сальные железы.

Он состоит из пучков коллагеновых волокон, между которыми имеются большие скопления жира. Благодаря наличию жира, кожа является плохим проводником тепла.

Наличие на подошве жировых клеток имеет большое значение для более равномерного распределения давления на опорную поверхность стопы при стоянии и ходьбе.

Общая площадь кожного покрова у взрослого человека равна 1,5– 2,0 м. Толщина кожи колеблется от 1 до 4 мм. Наиболее толстая кожа – на подошве стопы.

В коже находится большое количество сальных и потовых желез.

С а л ь н ы е ж е л е з ы располагаются в дерме на протяжении всей поверхности тела, кроме ладоней и подошв. Большинство их находится у корней волос и является железами волосяного мешка.

Сальные железы выделяют кожное сало, которое смазывает кожу и волосы.

собственно кожи и представляют собой длинные трубочки, свернутые в клубочек. Выводной проток трубочки открывается на поверхность кожи маленьким отверстием – порой.

Общее количество потовых желез достигает у человека 2-х миллионов, особенно много их на ладонях и подошвах. На стопе потовые железы распределены неравномерно. Наиболее густо (300– на 1 см2) они расположены на подошвенной поверхности стопы под сводом и в области головок плюсневых костей. Наименьшее количество потовых желез (130–200 на 1 см2) расположено в области наружных лодыжек и пяточного сухожилия.

Потовые железы несут выделительную функцию. Выделяемый ими пот представляет собой бесцветную соленую жидкость, содержащую около 98–99% воды. В состав пота входят также: следы белка и мочевины, мочевая кислота, жиры, холестерин, хлористый натрий и т.д.

Вещества, входящие в состав пота, выделяются из крови.

При выделении пот имеет кислую реакцию. Под действием же бактерий отдельные вещества, входящие в состав пота, легко расщепляются, образуя летучие вещества, обладающие специфическим неприятным запахом, и аммиак, который сообщает поту щелочной характер.

Количество выделяемого пота связано не только с количеством потовых желез на единицу площади кожи, но и с различной интенсивностью их функционирования. Одним из усиливающих моментов потовыделения является давление на данный участок.

Расширение кожных сосудов также повышает потоотделение, которое имеет большое значение в процессе терморегуляции.

Кроме пота с поверхности тела человека постоянно происходит испарение влаги.

Процесс потоотделения регулируется центральной нервной системой, в которой находятся центры потоотделения. Выделение пота возникает рефлекторно при самых различных видах нагревания тела (функция терморегулирования). Например, при высокой температуре среды, при приеме внутрь горячей жидкости, при усиленной мышечной работе. Усиленное выделение пота вызывается и эмоциональными возбуждениями (испуг, радость).

Количество пота и влаги, выделяемое человеком через кожу со всей поверхности, может быть разнообразным: от 0,5 до 10 литров в сутки. Интенсивность изменяется от различных условий: температуры и влажности воздуха, физической работы и т.д.

Исследования влагоотделения стопы, проведенные в МТИЛПе в 1960 г., показали, что с поверхности герметически закрытой стопы человека, находящейся в покое, выделяется в среднем 1,2 г/час; при умеренной нагрузке – от 1,8 до 3,2 г/час, при значительной нагрузке – более 612 г/час.

Кожа человека выполняет ряд жизненно важных функций:

- защитная функция. Предохраняет организм от вредных воздействий со стороны внешней среды. Через здоровую кожу не проникают возбудители разных заболеваний;

- кожа препятствует потере воды, но она также плохо всасывает различные вещества. Есть, правда, вещества, которые всасываются кожей хорошо, – это йод, хлороформ, фенол, иприт. На этом свойстве кожи основано применение отравляющих веществ;

- дыхательная функция. Через кожу в клетки проникает кислород.

Если бы площадь кожи была бы в 20 раз больше, то она могла бы заменить легкие. Через кожу также непрерывно выделяется углекислота;

- кожа участвует в обмене веществ.

- терморегулирующая функция. В основе механизма терморегулирования находится изменение тока крови в капиллярах, расположенных в коже. При повышении температуры внешней среды сосуды расширяются, увеличивая приток крови и теплоотдачу, избыточное тепло удаляется через потовыделение. Под влиянием низкой температуры, наоборот, сосуды сжимаются и отдача тепла уменьшается.

Следовательно, кожа является главным регулятором температуры тела;

- кожа – это орган чувств. Она воспринимает температуру, давление, прикосновение, вибрацию. Разные участки реагируют поразному. На 1 см2 в среднем приходится 100–200 болевых точек, 12– – холодовых точек, 1–2 – тепловых точек, 25 – точек давления.

1.7 Стопа человека в целом Стопа представляет собой наиболее отдаленный от туловища отдел нижней конечности человека, служащий опорным и рессорным органом при различных движениях тела.

В стопе различают следующие участки: предплюсневой (пяточный), плюсневой (геленочный) и пальцевый.

а – вид с наружной стороны; б – вид со стороны ходовой поверхности;

в – вид с внутренней стороны; I – передняя часть стопы; II – средняя или геленочная часть стопы; III – задняя или пяточная часть стопы;

1 – пальцы; 2 – наружный пучок; 3 – наружная лодыжка; 4 – место сгиба стопы; 5 – гребень (подъем); 6 – внутренняя лодыжка; 7 – внутренний пучок Кости предплюсны и плюсны, соединяясь между собой, образуют свод, выполняющий роль пружинящего аппарата стопы. Благодаря наличию свода стопа имеет большую эластичность. При ходьбе человека поглощаются толчки, удары, сотрясения, исходящие от соприкосновения стопы с почвой.

В стопе принято различать два продольных свода (наружный и внутренний) и один поперечный.

Н а р у ж н ы й с в о д состоит из пяточной кости, кубовидной, IY и Y-й плюсневых костей.

Внутренний свод состоит из таранной кости, ладьевидной, трех клиновидных и I–III-й плюсневых костей.

Наружный свод играет роль основной опоры, и поэтому его называют «опорным», или «грузовым».

Внутренний свод играет роль пружинящего приспособления, поэтому его называют «рессорным».

Поперечный свод образован головками плюсневых костей (первой – пятой). Однако в последнее время некоторые исследователи отрицают наличие в стопе поперечного свода, основываясь на данных о распределении давления между головками плюсневых костей.

Они считают, что поперечный свод образуется в результате того, что внутренний и наружный края стопы лежат несколько ниже ее средней части. Кроме того, образованию поперечного свода способствует форма клиновидных костей.

Поперечный свод стопы хорошо выражен только в области плюсны и переднего отдела предплюсны. В области пяточной и таранной костей он отсутствует. Лучше всего он выражен клиновидными и кубовидной костями и основаниями плюсневых костей. Кпереди он быстро уплощается, так что головки плюсневых костей при стоянии располагаются почти в горизонтальной плоскости.

Несмотря на различные представления о строении свода стопы, в последние годы большинство ученых приходят к выводу, что исходя из анатомического строения стопы и ее функционирования правильнее говорить о своде вообще или же о сводчатости стопы, а не об отдельных ее сводах, так как деление на продольные и поперечные своды, а продольный, в свою очередь, на наружный и внутренний можно проводить только чисто условно.

В основании весь свод стопы как бы стянут крепкой сухожильной пластиной, которая одним концом прикреплена к пяточному бугру, а другим – к основаниям пальцев (подошвенный апоневроз).

Мышцы стопы также играют существенную роль в поддержании свода, благодаря их сокращению. Мышцы, прикрепляясь к подошвенному апоневрозу и связкам, напрягают их и придают своду упругость.

В зависимости от нагрузки и степени утомления мышц форма сводов стопы и размеры могут изменяться. У большинства людей под влиянием значительной нагрузки на стопу, например, при длительных переходах, стопа несколько удлиняется, становясь одновременно ниже и шире. У некоторых же людей, наоборот, происходит повышение свода и уменьшение длины стопы за счет повышения тонуса мышц.

Однако, как правило, такие изменения нестойки, и после отдыха размеры стопы возвращаются к первоначальным.

Область стопы между плюсной и пяткой, несмотря на большое количество образующих костей, малоподвижна и практически несжимаема. Только мышцы, связки и сухожилия, обильно расположенные на плантарной части стопы, жировая прокладка и кожа позволяют несколько сжимать эту часть стопы.

Плюсневая часть стопы более подвижна и сжимаема благодаря некоторой подвижности плюсневых костей, наличию мышц и связок.

Большую подвижность имеют плюснефаланговые сочленения стопы, где происходит основной ее изгиб при движении. Наиболее подвижна передняя часть стопы, т. е. пальцы. Большая подвижность пальцев позволяет легко и безболезненно сжимать их и тем самым изменять поперечный размер этой части стопы. При самом небольшом, вполне допустимом обжиме стопы рукой поперечные размеры ее значительно уменьшаются: на расстоянии 1 см от крайней передней точки стопы примерно на 20 % и на расстоянии 5 см от той же точки – примерно на 1.7.1 Патологические отклонения в строении и функции стопы К наиболее важным и сравнительно часто встречающимся отклонениям в строении и функции стопы относятся:

- плоскостопие;

- отклонение большого пальца наружу;

- молоткообразные пальцы;

- мозоли, омозолелости и потертости;

- гипергидроз (усиленное потовыделение).

Плоскостопие, отклонение большого пальца наружу, молотообразные пальцы относятся к статическим деформациям стоп.

Причины статических деформаций стоп условно можно подразделить на внешние и внутренние.

К внешним причинам относятся перегрузки, связанные, например, с характером работы, нерациональная обувь и т.д. Среди внутренних причин решающее значение имеет слабость мышечного аппарата.

Статическое плоскостопие обычно развивается постепенно: стопа понемногу теряет ту характерную для человека выемку, которая находится под ее внутренним сводом, увеличивается в длину и ширину.

Внутренний свод стопы может при этом опуститься настолько, что при наступании подошва полностью касается пола (рисунок 1.18, 1.19). Кости стопы, принимающие участие в образовании ее сводов, смещаются при этом друг относительно друга.

Рисунок 1.18 – Нормальная (а) и плоская (б) стопа Чаще всего в развитии плоскостопия играют как внутренние, так и внешние факторы.

Различают три степени продольного плоскостопия.

П е р в а я с т е п е н ь (слабовыраженное продольное плоскостопие) характеризуется опусканием продольного свода под нагрузкой, усталостью в ногах.

В т о р а я с т е п е н ь (умеренно выраженное плоскостопие) характеризуется понижением продольного свода без нагрузки и значительным понижением при нагрузке; походка теряет эластичность, плавность.

Т р е т ь я с т е п е н ь (резко выраженное продольное плоскостопие) характеризуется резким понижением свода, опорная поверхность значительно увеличивается, ходьба болезненная, затруднена, передний отдел стопы при ходьбе отводится наружу.

Рисунок 1.19 – Опорная поверхность стопы при различных степенях а) стопа с нормально развитым сводом; б) уплощение свода I степени;

в) уплощение свода II степени; г) уплощение свода III степени Довольно частой деформацией стопы является о т к л о н е н и е б о л ь ш о г о п а л ь ц а н а р у ж у (hallux valgus) (рисунок 1.20). Многие ученые связывают эту деформацию с поперечным плоскостопием, т.е.

распластыванием плюснефалангового сочленения.

При отклонении большого пальца наружу головка первой плюсневой кости резко выступает внутрь, а согнутый большой палец располагается под вторым и третьим пальцами, или над ними. Походка Рисунок 1.20 – Отклоне- наружу, становится сильнее тяги мышц, ние большого пальца Нередко встречается ненормальное строение стопы в виде м о л о т к о о б р а з н ы х п а л ь ц е в, т.е. пальцы в этом случае согнуты в межфаланговых суставах, напоминая формой молоточки. При этом они в области суставов значительно выступают вверх и легко натираются обувью.

характеризуется быстрой утомляемостью нижних конечностей, болезненностью стоп и голени, отечностью мягких тканей стоп, неустойчивостью суставов под нагрузкой (подвертывание стопы при ходьбе и беге). Видимых же изменений стопы при этом не наблюдается.

Статические деформации и функциональная недостаточность стоп снижают трудоспособность человека. К мероприятиям по профилактике и лечению деформаций стоп относится правильное проектирование обуви, рациональные условия труда и быта (не связанные с ношением тяжести или длительным стоянием), физические упражнения, массаж и применение коррегирующих приспособлений. Их назначение – предохранить стопы от прогрессирования деформаций, разгрузить мышцы и связочный аппарат стоп от перегрузок или защитить болезненные участки стоп.

Наиболее распространенным видом корригирующих приспособлений являются с у п и н а т о р ы (рисунок 1.21).

обычно ограниченное небольшим участком. Причиной омозолелости является Рисунок 1.21– Стелька систематическое давление отдельных вкладная профилактическая участков и деталей обуви на поверхность стопы или их трение. Утолщению подвергается главным образом роговой слой кожи. Первоначально давление вызывает сжатие кровеносных сосудов, вслед за которым происходит их расширение, способствующее усиленному образованию и утолщению рогового слоя.

Наиболее часто омозолелость развивается на подошве стопы. Нередко на месте омозолелости появляются трещины, через которые в организм может попадать инфекция. Обычно с прекращением давления или трения омозолелость сама собой постепенно исчезает.

Разновидностью омозолелости является м о з о л ь, развивающаяся на стопе при систематическом трении или давлении обуви. Мозоль характеризуется значительной толщиной рогового слоя, уходящего в глубину собственно кожи. Этот слой давит на сосочки, содержащие нервные окончания, вследствие чего мозоль может причинить сильную боль. Сосочки при этом воспаляются и частично омертвевают.

В тех случаях, когда давление или трение имеет относительно небольшую величину и концентрируется на небольшом участке стопы, образуется п о т е р т о с т ь.

Потертость представляет собой в большинстве случаев поверхностное повреждение кожи. Различают три степени потертости:

I-я характеризуется наличием красноты и болезненности, II-я – появлением пузырей с жидким содержанием, III-я – образованием изъявлений.

После длительных переходов в армии во время империалистической войны в некоторых полках потертость наблюдалась почти у 50 % личного состава. Потертость ног увеличивает усталость и делает ходьбу болезненной и утомительной. Основная причина потертости заключается в плохой форме и пригонке обуви, на внутренней стороне которой к тому же нередко имеются складки. На появление потертости влияет также качество портянок и чулок. Борьба с потертостью сводится к рационализации формы и конструкции обуви, к ее хорошей пригонке и к умелому пользованию внутренней обувью, т.е. портянками, чулками, к хорошему уходу за ногами.

Г и п е р г и д р о з – усиленное потовыделение стопы – представляет собой расстройство функций потовых желез. При этом общее количество пота, выделяемого кожным покровом, значительно выше обычного, и состав его может отличаться от нормального.

Избыток выделения пота приводит к тому, что обувь, приспособленная к нормальному выделению влаги, становится влажной. Это, в свою очередь, приводит к раздражению поверхности стопы и может вызвать заболевание ее кожного покрова. При разложении пота образуется много щелочи, что приводит к разрушению материалов обуви.

Усиленная работа потовых желез обычно связана с ненормальным функционированием вегетативной нервной системы, управляющей потовыделением. Гипергидроз может наблюдаться у совершенно здоровых людей.

Для борьбы с усиленной потливостью кроме общих мер укрепления нервной системы применяются меры местного характера (частое мытье ног, стрижка ногтей, частая смена носок, чулок и т.д.).

1.8 Контрольные вопросы 1. Каковы основные функции скелета?

2. Какие по форме кости выделяют в скелете?

3. Строение костей свободных верхних и нижних конечностей.

4. Какие соединения костей различают в скелете?

5. Строение сустава.

6. Какими костями образованы и как называются суставы верхних конечностей? Движение в этих суставах, и вокруг каких осей?

7. Какими костями образованы и как называются суставы нижних конечностей? Движение в этих суставах, и вокруг каких осей?

8. Каково строение мышц?

9. Какие группы мышц расположены на плече, предплечье и кисти?

10. Какие группы мышц расположены на бедре, голени и стопе?

11. Какие кровеносные сосуды различают в теле человека? Их функции?

12. Как осуществляется восприятие раздражения и ответ организма на него?

13. Строение кожи.

14. Какие функции выполняет кожа человека?

15. Патологические отклонения в строении и функции стопы.

Чтобы сконструировать обувь или перчатки, недостаточно изучить анатомию и физиологию стопы и кисти. Так как если строение стоп и кистей рук у всех людей более или менее одинаково, то по размерам они сильно разняться между собой в зависимости от возраста, пола, профессии, бытовых условий и т.д.

При индивидуальном методе изготовления изделий можно снять мерку с ноги или руки потребителя и по ней пошить обувь или перчатки. При массовом же производстве задача значительно усложняется.

При массовом производстве изделия выпускаются фабриками в больших количествах, причем на неизвестного потребителя. В силу ряда причин фабрики вынуждены также выпускать изделия ограниченного количества форм и размеров (иначе, например, на обувных фабриках пришлось бы иметь миллионы колодок и делать миллионы различных по размерам заготовок). Потребитель же подбирает и приобретает изделия в магазине из имеющегося ассортимента.

Поэтому фабрики должны выпускать продукцию таких размеров и форм, чтобы большинство населения смогло подобрать и приобрести себе вполне удобные изделия.

Исследования ученых показали, что это вполне возможно, и фабрики могут изготавливать обувь и перчатки ограниченного количества форм и размеров, удовлетворяющие большинство населения страны.

Для этого необходимо установить размеры и форму стоп и кистей рук населения и произвести группирование их на типичные по форме и размерам, что достигается только массовым изучением последних.

Этими вопросами и занимается наука антропометрия.

А н т р о п о м е т р и я (от греческого anthropos – человек, metreo – измеряю) – это раздел антропологии, занимающийся измерениями тела и его частей.

Антропометрия занимается изучением типичного, а не отдельного человека.

2.1 Антропометрия стоп и голеней 2.1.1 Методика антропометрических исследований При проведении антропометрических исследований для получения точных и сравнимых данных измерения производят либо между определенными точками на стопе (так называемыми антропометрическими точками, большинство из которых соответствует ярко выраженным и легко фиксируемым образованиям скелета, концам костных отростков, дугам и т.д.) либо по точно очерченным границам мягких тканей.

Все измерения проводят в определенных антропометрических плоскостях. Размеры, лежащие в одной сагиттальной и одной горизонтальной, но разных фронтальных плоскостях, называют продольными, или длинами (например, длина стопы, длина пальцев, длина до центра внутренней лодыжки и т.п.). Размеры, лежащие в одной горизонтальной и одной фронтальной плоскостях, но разных сагиттальных, называют поперечными (например, ширина стопы, ширина пятки и т.п.).

В основу всей системы антропометрического изучения стопы и голени положены следующие принципы:

- положение каждой антропометрической точки измеряют в трех направлениях – по длине, ширине и высоте. Все длиннотные размеры стопы измеряют от наиболее выступающей точки пятки;

- поперечные сечения стопы проходят параллельно фронтальной плоскости (касательной к пятке), поперечные сечения голени располагаются перпендикулярно условной вертикальной оси голени. По этим сечениям производится обмер их периметров (обхватов);

- все высотные размеры определяются от плоскости опоры стопы.

Размерная характеристика тела человека дается в виде ряда отдельных измерений, называемых размерными признаками.

Основными р а з м е р н ы м и п р и з н а к а м и стопы и голени являются (рисунок 2.1.):

1) длина стопы «Д ст.» – расстояние от наиболее выступающей точки пятки до наиболее удаленной точки на первом или втором пальце;

2) длина стопы до внутреннего пучка «Д в.п.» – расстояние от наиболее выступающей точки пятки до центра головки первой плюсневой кости;

3) длина стопы до наружного пучка «Д н.п.» – расстояние от наиболее выступающей точки пятки до центра головки пятой плюсневой кости;

4) ширина стопы «Ш н.п.» и «Ш в.п.» – расстояния по линиям сечений, проведенным перпендикулярно продольной оси через наиболее выступающую точку наружного и внутреннего краев стопы (наружный и внутренний пучки);

5) ширина пятки «Ш п.» – расстояние по линии сечения, проведенного через центр пятки (самое широкое место отпечатка пятка стопы);

6) обхват стопы через внутренний пучок «О в.п.» – периметр сечения, проходящего через головку первой плюсневой кости;

7) обхват стопы через наружный пучок «О н.п.» – периметр сечения, проходящего через головку пятой плюсневой кости;

Рисунок 2.1 – Основные размерные признаки стопы и голени 8) обхват через середину стопы «О с.» – периметр сечения, проходящего через середину длины стопы;

9) обхват через пятку и сгиб (обхват косой) «О к.» – периметр сечения, проходящего через точку сгиба голеностопного сустава и нижнюю точку пяточного закругления (косой подъем);

10) обхват голени над лодыжками «О узк.» – периметр сечения, проходящего по наиболее узкому месту голени над лодыжками;

11) обхват голени на уровне нижнего края икроножной мышцы «О 1 »;

12) обхват голени в месте наибольшего развития задней группы мышц «О 2 »;

13) обхват голени под коленной чашечкой в месте наибольшего сужения голени «О 3 »;

14) высота голени до наиболее узкого места «h узк.»;

15) высота голени до области наибольшего развития икроножной мышцы «h 2 »;

16) высота голени до точки подколенной впадины «h 3 »;

17) высота большого пальца «h б.п.» – расстояние от опорной поверхности до наиболее выступающей точки большого пальца.

2.1.1.1 Основные методы и средства исследования размеров В настоящее время известно много различных методов исследования размеров ног. Их можно подразделить на две большие группы:

контактные и бесконтактные (рисунок 2.2).

К к о н т а к т н ы м относятся методы, основанные на непосредственном контакте измеряющего инструмента с ногой. При этом полученная информация может быть д и с к р е т н о й – в виде координат отдельных точек и а н а л о г о в о й - характеризующей данные об отдельных сечениях или характерных линиях.

приборы, которые определяют положение точек ноги в системе трех координат. На рисунке 2.3 показан стопомер Ю.П. Зыбина.

Стопомер состоит в основном из взаимноперпендикулярных стеклянных плоскостей (плоскости координат) и двух измерителей с тремя шкалами для установления расстояния данной точки на стопе от каждой из трех плоскостей прибора. Боковая и задняя стенки стопомера делаются обязательно из стекла, потому что это позволяет регулировать прижатие стопы к стенкам, так как даже при несильном прижатии возникает побеление ткани, которое очень хорошо заметно. При измерении стопа устанавливается в углу, образованном задней и боковой стенками стопомера, таким образом, чтобы внутренний пучок и боковой край пятки одновременно коснулись боковой стенки, а наиболее выступающая задняя точка пятки – задней стенки, т.е. получается, что стопа как бы вписывается в оси координат.

Однако данная конструкция имеет ряд недостатков. В частности, если стопа имеет такой дефект, как отклонение большого пальца наружу, то в этом случае головка первой плюсневой кости резко выступает, что, в свою очередь, не позволяет правильно установить стопу в стопомере (передний отдел отклоняется наружу). Это приводит к тому, что размеры такой стопы будут отличаться от тех, которые были бы, если бы не было патологических отклонений.

Более совершенным является конструкция стопомера, предложенная Ю.П. Зыбиным и В.К. Макаричевой (рисунок 2.4).

В этом стопомере стопа устанавливается относительно оси, проходящей через наиболее выступающую точку пятки и середину межпальцевой дуги второго и третьего пальцев (аналогично проходит ось при проектировании следа колодки). Для этой цели на стопомере имеется межпальцевый штырь, установленный в пазу опорной пластины. Пяточный упор состоит из двух боковых и одной задней пластины, связанной с системой сигнализации степени прижатия стопы к пяточному упору.

СПОСОБЫ ОБМЕРОВ

КОНТАКТНЫЕ БЕСКОНТАКТНЫЕ

Рисунок 2.3 – Стопомер конструкции Ю. П. Зыбина Рисунок 2.4 – Стопомер Ю. П. Зыбина, В. К. Макаричевой Голеностопомер, созданный на базе стопомера, позволяет наряду со стопой измерять и голень (рисунок 2.5).

Периметры сечений, или, как часто говорят обувщики, обхваты стопы и голени, определяют измерительной лентой, шириной 5–6 мм с миллиметровыми делениями. Лента должна быть достаточно гибкой, но не растягиваться при измерениях.

помощью контурографов.

Принцип работы большинства из них основан на получении контура сечения стопы или голени с помощью набора узких тонких пластин, подвижно закрепленных в основании. Пластины перемещают так, чтобы одними концами слегка касались поверхности, при этом другие концы пластин образуют аналогичный контур соответствующего сечения.

Схемы контурографов для получения аналоговой информации при обмере стоп показаны на рисунке 2.6.

Для получения аналоговой информации о контурах отпечатка и габаритной горизонтальной проекции стопы (плантограммы) используют плантограф (рисунок 2.7). Прибор состоит из рамки 1 с натянутой на ней пленкой 2, рамка шарнирно соединена с основанием 3. При получении плантограммы рамку с пленкой, предварительно смазанной типографской краской, укладывают на основание, на которое кладут чистый лист бумаги. Стопу устанавливают на пленку и обводят ее контур.

На подложенном под пленку листе бумаги получают плантограмму, т.е.

отпечаток плантарной (подошвенной) части стопы 4 и ее горизонтальную проекцию 5.

Для более полного изучения формы и размеров стопы с нее снимают гипсовый слепок, который затем распиливают по сечениям, предварительно намеченным на стопе.

Контактные методы составляют большинство используемых в антропометрии способов измерения, так как они достаточно просты. Основной их недостаток заключается в том, что при непосредственном контакте измеряющий инструмент деформирует мягкие ткани ноги, что сказывается на точности получаемых данных. В этом случае точность отображения измерительных параметров не превышает 1,5–2,0 мм, несмотря на использование в ряде случаев высокоточных индикаторов с ценой деления 0,01 мм.

Не менее существенным недостатком этих методов является то, что большинство из них позволяет фиксировать информацию отдельных антропометрических точек или дискретно определить сечение.

Увеличение количества информации неизбежно приводит к значительному увеличению времени обмера, что вызывает утомление обследуемого и отрицательно сказывается на результатах измерения.

Отмеченные недостатки показывают, что существующие контактные способы измерения ног являются несовершенными и не обеспечивают получения достоверных данных.

Б е с к о н т а к т н ы е м е т о д ы основаны на том, что отображение поверхности исследуемого тела осуществляется без соприкосновения с ним каких-либо инструментов, т.е. с помощью световых, рентгеновских или иных лучей и оптических устройств.

Большинство бесконтактных способов основано на принципах фотограмметрии, сущность которой состоит в том, что форма, размеры и положение исследуемого объекта определяются по его фотоизображению. Это имеет существенное значение, так как значительно сокращается время непосредственного обследования человека, т.е. получение, например, фотографической, рентгенографической, голографической или иной модели стопы, в которой закодирована необходимая цифровая информация. Изучение же модели, ее расшифровка, происходит в лабораторных условиях, вне связи с обследуемым.

По полноте получаемой информации все бесконтактные методы подразделяются, в свою очередь, на аналоговые и интегральные.

А н а л о г о в ы е, как и контактные способы, позволяют получить в графическом или цифровом виде данные по отдельным сечениям или характерным линиям.

Так, разработанные в различных странах (Венгрии, Германии, Болгарии) фотостопомеры позволяют с помощью системы зеркал получать изображение стопы одновременно с четырех сторон: спереди, с внутренней, наружной и плантарной (рисунок 2.8).