Круговые движения верхней конечности

Вращение включает в себя элементарные движения, реализуемые по отношению к трём основным осям (рис. 9). Когда круговые движения осуществляются по максимальной амплитуде, верхняя конечность описывает в пространстве неправильный конус - это конус вращательного движения. Центр вращения находится в плечевом суставе, а радиус равен длине верхней конечности. В пределах этого конуса лежит сфера доступности движений, благодаря которым кисть может дотянуться до предмета и поднести его ко рту без перемещения туловища.

На рис. 9 кривая представляет собой основание конуса вращения (путь, который проходят кончики пальцев), она проходит через различные сектора пространства, определяемые исходными плоскостями движений в плечевом суставе:

A. сагиттальная плоскость (сгибание - разгибание),

B. фронтальная плоскость (приведение - отведение),

C. горизонтальная плоскость (горизонтальное сгибание - разгибание).

Начиная от исходного положения, показанного жирным пунктиром, кривая (для правой верхней конечности) проходит последовательно через следующие сектора:

III. книзу, кпереди и влево, II. кверху, кпереди и влево,

IV. кверху, кзади и вправо,

V. книзу, кзади и вправо,

VIII. книзу, кзади и влево на очень небольшом протяжении, поскольку комбинированное движение разгибания и приведения весьма ограничено (на схеме сектор VIII лежит ниже плоскости С, кзади от сектора III и влево от сектора V. Сектор VII здесь не виден, он находится выше).

Стрелка, являющаяся продолжением продольной оси верхней конечности, показывает ось конуса вращения и соответствует оси функционального положения (см. рис. 16) за тем лишь исключением, что в данном случае локоть разогнут. Сектор V, где лежит ось конуса вращения, является сектором наибольшей доступности движений. Ориентация оси конуса вращения кпереди обеспечивает визуальный контроль за движениями работающих кистей. Этой потребности соответствует и частичное наслоение друг на друга двух секторов наибольшей доступности для движений верхних конечностей спереди от туловища, что позволяет обеим кистям работать вместе под визуальным контролем, помогать, а при необходимости и замещать друг друга. Кроме того, эти два сектора наибольшей доступности полностью контролируются зрением посредством перемещения глазных яблок в крайние' положения при фиксированном положении головы в сагиттальной плоскости. Таким образом, зрительные поля и секторы максимальной доступности для кистей рук почти идентичны.

Необходимо отметить, что такая конфигурация появилась в процессе филогенеза благодаря миграции книзу большого затылочного отверстия. В результате этого у человека лицо может быть повёрнуто кпереди, а глаза смотреть в направлении перпендикулярном продольной оси тела, а у четвероногих направление взгляда совпадает с осью тела.

Парадокс codman

Из исходного положения (а и b на рис. 10), при котором верхняя конечность висит вертикально вдоль туловища, ладонь повёрнута кнутри и большой палец "смотрит" кпереди (а), отведите конечность на 180 град, во фронтальной плоскости (с), а затем разогните её в сагиттальной плоскости на -180 град. (d). При этом верхняя конечность будет вновь располагаться вертикально вдоль туловища, но ладонь будет повернута кнаружи, а большой палец - кзади (е).

Это движение можно осуществлять и в обратном направлении, начав со сгибания на 180 град., за которым следует приведение на 180 град. Конечность ротируется кнаружи на 180 град.

При этом не трудно заметить, что меняется ориентация ладони и что конечность поворачивается по отношению к её продольной оси на 180 град.

Это двойное движение, при котором за отведением следует разгибание автоматически сочетается с внутренней ротацией на 180 град. Таким образом последовательные движения в плечевом суставе по отношению к двум осям вызывают механическое непроизвольное движение вокруг продольной оси верхней конечности.

Эта связанная ротация (термин предложен Mac Conaill) происходит только при последовательных движениях, то есть выполняемых одно за другим по отношению к двум осям сустава с тремя степенями свободы. В данном случае плечевой сустав, который обладает тремя степенями свободы, функционирует как двуосевой сустав.

Если конечность произвольно и одновременно ротируют внутрь на 180 град, по отношению к третьей оси, то кисть после завершения эргономического цикла оказывается в том же положении, что и на "старте", то есть большой палец "смотрит" вперёд. Такие циклы часто используются спортсменами при выполнении повторяющихся движений, например при плавании. Эта произвольная осевая ротация, названная Mac Conaill дополнительной, может осуществляться только в ' суставах с тремя степенями свободы, она существенна для завершения эргономического цикла. Сказанное можно отчётливо продемонстрировать следующим экспериментом. Начните из исходного положения после внутренней ротации, чтобы ладонь была повёрнута кнаружи и большой палец - кзади. Осуществляйте отведение до 180 град., но за пределами 90 град, оно окажется невозможным, и вы сможете продолжить его только после произвольной наружной ротации. Анатомические факторы, такие как натяжение связок и мышц, ограничивают связанную внутреннюю ротацию, и произвольная наружная ротация становится необходимой, чтобы прекратить внутреннюю ротацию и завершить эргономический цикл. Отсюда становится понятной потребность в наличии трёхосевого сустава у "истоков" (корня) конечности.

В завершение данного раздела отметим, что в плечевом суставе могут происходить два типа осевой ротации - произвольная или дополнительная и автоматическая или связанная. В определённые моменты эти два движения суммируются:

- если произвольная ротация равна нулю, то автоматическая ротация будет максимальной, приводя к (псевдо) парадоксу Codman;

- если произвольная ротация происходит в том же направлении, что и автоматическая, последняя усиливается;

- если произвольная ротация происходит в противоположном направлении, она уменьшает или даже приостанавливает автоматическую ротацию, обеспечивая эргономический цикл.

Все эти мысли, касающиеся автоматической и произвольной ротации и эргономического цикла, будут более подробно развиты и проиллюстрированы в 4-м томе, который готовится к печати.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИЖЕНИЙ В ПЛЕЧЕВОМ СУСТАВЕ

Количественная характеристика движений и положений в суставах с тремя основными осями и тремя степенями свободы, подобных плечевому суставу, весьма затруднена из-за нечёткости интерпретации. Например, если отведение широко определить как движение верхней конечности от сагиттальной плоскости тела, то это определение остаётся справедливым только до 90 град., т.к. далее верхняя конечность будет вновь приближаться к телу, тем не менее, мы характеризуем это движение как отведение. Ещё более трудно оценить осевую ротацию.

Если при всей нечёткости мы можем количественно охарактеризовать движения в основных плоскостях - фронтальной или сагиттальной, то в отношении промежуточных плоскостей эта задача тем более осложняется. Здесь приходится пользоваться, по крайней мере, двумя угловыми координатами, прибегая к системам прямоугольных или полюсных координат.

При использовании прямоугольных координат (рис. 11) измеряют угол проекции продольной оси верхней конечности в двух или трёх исходных плоскостях: во фронтальной плоскости F, сагиттальной плоскости S и поперечной плоскости Т. Центр плечевого сустава лежит на пересечении О этих трёх плоскостей. Проецирование точки Р на фронтальную плоскость F (M) и на сагиттальную плоскость S (Q) позволяет измерить угол отведения SOM и угол сгибания SOQ. Заметьте, что положение N, то есть проекция Р на поперечную плоскость Т, можно точно определить, зная М и Q. Но при этой системе измерений нельзя дать количественную оценку ротации по отношению к продольной оси ОР.

Используя полюсную систему координат (рис. 12), мы определяем положение руки по месту, занимаемому локтем Р на окружности с центром в точке плечевого сустава О, имеющей радиус ОР равный длине плечевой кости. Как и на глобусе, местонахождение точки Р определяется двумя координатами - долготой и широтой. Точка Р лежит на пересечении большой окружности, проходящей через полюсы, и малой окружности параллельной линии экватора, которая здесь соответствует большой окружности, лежащей в сагиттальной плоскости S. Линия, соединяющая полюсы, соответствует пересечению фронтальной плоскости Р и поперечной плоскости Т, а меридиан О представлен полукружием, расположенным во фронтальной плоскости F и ниже поперечной плоскости Т. Сгибание измеряется по оси долготы кпереди от туловища - угол BOL (L образуется пересечением меридиана, проходящего через Р, и экватора). Отведение измеряется по широте -это угол АОК, который скорее является завершением ВОК. Можно также рассчитать осевую ротацию плеча, используя в качестве исходного показателя линию широты ВРА. Угол ротации определяется как угол АРС.

Эта последняя система количественных характеристик является более точной и полной, чем первая. Это единственная система, которая позволяет представить конус вращения как закрытую петлю на шаре. Однако на практике из-за присущей ей сложности она используется редко.

Эти две методики имеют одно важное различие (рис. 13). Угол сгибания BOL в обеих одинаков, а угол отведения ВОК не идентичен углу ВОМ (в системе прямоугольных координат), и это различие увеличивается по мере того, как сгибание приближается к 90 град. По существу, при сгибании на 90 град, точка Р лежит на горизонтальном меридиане, проходящем через Е. Поэтому угол ВОМ всегда равен 90 град., а угол АОК может варьировать от 0 до 90 град.

ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОБЩЕЙ ФУНКЦИИ ПЛЕЧЕВОГО СУСТАВА

Первое движение (рис. 14):

(a) причёсывание волос,

(b) положить ладонь на шею.

Если это осуществляется без труда и в нормальном объёме, то это означает, что рукой можно дотянуться до противоположного уха и до верхнего края противоположной лопатки. При осуществлении этих движений со сгибанием в локтевом суставе можно оценить отведение до 120 град, и наружную ротацию до 90 град.

Второе движение (рис. 15):

Надевание пиджака или пальто, при этом рука, которую первой просовывают в рукав (на схеме левая рука), согнута и отведена, а другая разогнута и ротирована кнутри (на схеме правая рука), кисть достигает уровня поясницы.

Если это движение осуществляется свободно и в нормальном объёме, кисть может дотянуться до нижнего конца контрлатеральной лопатки. Функциональным положением для плечевого сустава (рис. 16) является следующее: конечность согнута на 45 град, и отведена на 60 град, в плечевом суставе, то есть лежит в вертикальной плоскости, образуя угол в 45 град, с сагиттальной (или фронтальной) плоскостью, и ротирована кнутри на 30 - 40 град.

Эта позиция соответствует положению, в котором околосуставные мышцы находятся с состоянии равновесия, и его используют при иммобилизации конечности в случае перелома диафиза плечевой кости. Только в этом положении можно сопоставить нижний отломок, на котором производят манипуляции, с верхним, на который воздействуют околосуставные мышцы.

Это положение соответствует также оси конуса вращения (рис. 9).