Biomechanika kliniczna

Wydanie II podręcznika Biomechanika kliniczna obejmującego podstawowe wiadomości z dziedziny diagnostyki zaburzeń ruchu oraz metod oceny postępu rehabilitacji w różnych stanach pourazowych, uzupełnione przedstawieniem wyników badań patomechaniki ruchu. W książce omówiono podstawy kinezjologii, biomechanikę tkanek, mięśni, kości i stawów, biomechanikę postawy stojącej i lokomocji, neurofizjologię układu ruchu, elektromiografię. Nowe wydanie rozszerzono o dwa rozdziały. W rozdziale poświęconym wadom postawy przedstawiono główne mechanizmy tej patologii, która w ostatnich latach coraz częściej dotyka dzieci i młodzież. Ich poznanie pozwoli lekarzom i rehabilitantom na skuteczniejsze zapobieganie wadom postawy i leczenie. W rozdziale Bioenergetyka aktywności ruchowej człowieka zaprezentowano zagadnienia z zakresu nowej dziedziny biomechaniki. Omówiono najważniejsze przyczyny dysfunkcji organizmu związane ze starzeniem się. Autor wziął pod uwagę cały system motoryczny człowieka – od mózgu aż po mięśnie i kości. Wiedza ta jest niezbędna lekarzom i rehabilitantom, żeby móc wpływać na spowolnienie procesów starzenia się i tym samym podniesienie jakości życia osób w starszym wieku. Podręcznik przygotowano z myślą o studentach uczelni medycznych i akademii wychowania fizycznego. Będzie również pomocny lekarzom, zwłaszcza ortopedom, w uzupełnianiu wiadomości z zakresu biomechaniki układu ruchu.

1. Podstawy kinezjologii 1 1.1. Siły i momenty sił 1 1.2. Systematyka ruchów 4 1.3. Łańcuchy kinematyczne 7 1.4. Dźwignie biomechaniczne 11 1.5. Organizacja systemu ruchowego 20 1.5.1. Ruch a zmiany długości mięśni 22 1.5.2. Niedostatek pasywny 23 1.5.3. Akcja ścięgnista mięśnia 24 1.5.4. Zakończenie ruchu – opór krańcowy 24 2. Biomechanika tkanek 27 2.1. Właściwości biomechaniczne tkanki 27 2.2. Podstawy wytrzymałości mechanicznej tkanek narządu ruchu 28 2.3. Charakterystyka mechaniczna materiałów lepko-sprężystych 34 2.4. Modele materiałów lepko-sprężystych 37 2.5. Charakterystyka mechaniczna białek sprężystych 43 3. Biomechanika biernego narządu ruchu 45 3.1. Kości 45 3.1.1. Morfologia i fizjologia kości 46 3.1.2. Biomechaniczne procesy dostosowawcze. Modelowanie struktury kości 50 3.1.3. Wytrzymałość mechaniczna kości 52 3.1.4. Zmiany wytrzymałości strukturalnej kości 53 3.1.5. Złamania kości 57 3.2. Stawy 61 3.2.1. Anatomia połączeń stawowych 61 3.2.2. Struktury wspomagające biomechanikę stawu 63 3.2.3. Typy połączeń stawowych 64 3.2.4. Charakterystyka ruchów stawowych 65 3.2.5. Tkanka chrzęstna 68 3.2.6. Dodatkowe stawowe struktury chrzęstne 71 3.2.7. Patologiczne zmiany charakterystyki mechanicznej chrząstki stawowej 72 3.2.8. Fizjologiczne mechanizmy zabezpieczające kości i stawy przed przeciążeniem 74 3.2.9. Zaburzenia działania biomechanizmów ochronnych 77 3.3. Ścięgna 78 3.4. Powięzi 80 4. Biomechanika mięśni 83 4.1. Struktura mięśnia szkieletowego 83 4.2. Charakterystyki mechaniczne mięśnia 89 4.3. Zależność siły skurczu od długości mięśnia 91 4.4. Kontrola aktywności mięśni. Hipoteza punktu równowagi 95 4.5. Zależność siły skurczu od szybkości zmian długości mięśnia 96 4.6. Ocena stanu funkcjonalnego mięśni 98 4.7. Zmiany funkcjonalne i patologiczne charakterystyk mechanicznych mięśni 100 4.7.1. Unieruchomienie zwiotczałego mięśnia 101 4.7.2. Unieruchomienie rozciągniętego mięśnia 103 4.7.3. Odnerwienie mięśnia 103 4.7.4. Ocena kliniczna parametrów mechanicznych mięśni 104 4.8. Upośledzenie funkcji mięśni w wyniku przeciążenia 105 5. Neurofizjologia układu ruchowego 109 5.1. Organizacja sterowania aktywnością ruchową 109 5.2. Kontrola biomechanicznych parametrów mięśni na poziomie rdzenia kręgowego 112 5.2.1. Typy jednostek ruchowych 115 5.2.2. Kontrola siły skurczu mięśnia 117 5.3. Organizacja sterowania pracą mięśni 119 5.3.1. Kontrola obwodowa 119 5.3.2. Kontrola ośrodkowa 127 5.4. Zaburzenia biomechaniki ruchu o podłożu nerwowym 137 6. Aktywność bioelektryczna mięśni. Elektromiografia 143 6.1. Rola elektromiografii w badaniu aktywności ruchowej 143 6.2. Sygnały elektryczne związane z aktywnością mięśnia 144 6.3. Elektromiografia powierzchniowa 147 6.4. Artefakty EMG 151 6.5. Zastosowanie elektromiografii w biomechanice klinicznej i rehabilitacji 155 6.6. Metody obróbki i analizy sygnałów EMG 158 6.6.1. Parametry opisujące surowy sygnałów EMG 158 6.6.2. Prostowanie, integracja oraz wartość skuteczna sygnałów EMG 159 6.6.3. Analiza widmowa 160 7. Biomechanika postawy stojącej 163 7.1. Kliniczna ocena stabilności postawy 163 7.2. Stabilność a równowaga 165 7.3. Układy referencyjne oraz sygnały kontrolujące postawę stojącą 168 7.4. Rola układów sensorycznych w kontroli postawy 170 7.5. Posturografia 173 7.6. Wychwiania postawy 176 7.7. Metody oceny stabilności postawy. Analiza wychwiań 177 7.8. Kliniczne testy oceny stabilności postawy 186 7.9. Zaburzenia stabilności postawy u ludzi w starszym wieku 188 7.10. Heurystyczne modele stabilności postawy 191 7.11. Interakcja posturalno-ruchowa 195 7.12. Strategie przywracania równowagi posturalnej 196 7.13. Czynniki upośledzające kontrolę równowagi 198 8. Biomechanika lokomocji 199 8.1. Metody oceny ruchów lokomocyjnych 199 8.2. Parametry kinematyczne i kinetyczne lokomocji 201 8.3. Charakterystyka prawidłowego chodu 207 8.4. Wyznaczniki chodu 211 8.5. Podstawowe parametry chodu 212 8.5.1. Naturalny rytm lokomocji 216 8.5.2. Fazy podparcia i przeniesienia 217 8.5.3. Kinematyka fazy przeniesienia 218 8.6. Problem stabilności dynamicznej. Upadki 220 8.7. Stabilność chodów patologicznych 221 8.8. Neuronalne mechanizmy sterowania lokomocją 224 9. Patofizjologia wad postawy 229 9.1. Fizjologia tkanki kostnej 229 9.2. Fizjologia rozwojowa szkieletu 234 9.3. Wczesna faza rozwoju układu szkieletowego 239 9.4. Kontrola nerwowa procesów rozwojowych kości 244 9.5. Kształtowanie prawidłowej postawy ciała 246 9.6. Wady postawy 252 9.7. Rola stresu w rozwoju wad postawy 258 9.8. Powikłania spowodowane wadami rozwojowymi postawy 260 10. Bioenergetyka aktywności ruchowej człowieka 263 10.1. Allostaza i metabolizm energetyczny 263 10.2. Systemowa regulacja metabolizmu energetycznego 265 10.3. Ośrodkowa kontrola bilansu energetycznego 268 10.4. Metabolizm energetyczny na poziomie komórkowym 272 10.5. Czynnościowy metabolizm energetyczny narządu ruchu 281 10.6. Rola wymiany komórkowej w utrzymaniu homeostazy 288 10.7. Dysfunkcje metabolizmu energetycznego jako patomechanizmy procesu starzenia się i chorób metabolicznych 292 Dodatek 1. Definicje podstawowych patologii ruchu 303 Dodatek 2. Lokomocja – podstawowe terminy i definicje 305 Dodatek 3. Lokomocja. Kąty stawowe i międzysegmentalne 311 Dodatek 4. Wady postawy – podstawowe terminy 313 Dodatek 5. Metabolizm energetyczny – podstawowe terminy 315 Piśmiennictwo 317 Skorowidz 323