Biomechanical functions. Review

From ligteresource.com
Jump to navigation Jump to search

Back

Read more

Биомеханическая функция LCF. Обзор

О биомеханической и механической функции LCF

Как и любая другая суставная связка, ligamentum capitis femoris (LCF) принимает участие в функционировании сустава. В.А.Неверов, В.А.Шильников (1993) полагают, что она играет важную роль в биомеханике тазобедренного сустава. Н.А.Воробьев (1960, 1962) указывал, что только при определенных условиях «биомеханическая функция» связки головки бедренной кости значительна. Однако ни в одном из названных источников понятие «биомеханическая функция» не расшифровано. В чем заключается «биомеханическая функция» не ясно и из других научных трудов.

С нашей точки зрения, под термином «биомеханическая функция» в специальной литературе подразумевается непосредственное участие элемента живой системы в отправлении механических функций, прежде всего двигательных. Иными словами, биомеханическая функция — это механическая функция элемента живой системы. Добавление приставки «био-» подчеркивает, что речь идет именно о живом объекте. Термин «биомеханический» зачастую избыточен и привносит некоторую неопределенность в повествование. Он как бы указывает, что механические явления в живых организмах отличаются от таковых в неживой материи, что абсолютно не так. С целью большей ясности, мы предлагаем использовать термин «биомеханический» только для того, чтоб точнее передать мысль цитированного автора, либо в случае описания влияния LCF на локомоторные акты. В иных случаях, мы его заменим на более скромный эпитет - «механический» без приставки «био-» (2004Архипов-БалтийскийСВ).

Э.Ю.Остен-Сакен, А.Ф.Климов, С.А.Зильберштейн признают механическую роль LCF, а Н.К.Лысенков, Г.Ф.Иванов считают ее механическую роль незначительной, Д.Н.Зернов, К.З.Яцута, Н.В.Соколов вообще отрицают наличие у нее механической функции (1962ВоробьевНА). Достаточно определенно высказывался по поводу механической функции Н.И.Пирогов, говоря, что к головке бедренной кости на LCF подвешен таз (1972ЮрчакВФ_ЕвтушенкоВА). О.Барта (1972) приводит мнение о том, LCF «…в результате механического трения о поверхности хряща способствует функционированию сустава». Л.П.Николаев (1922) в обзоре отмечает, что G.M.Hamphry, Morris, Poirier et Gilis, R.Fick, H.Mayer полагали, что у взрослого LCF «…вообще не играет никакой роли», так как пересекая ее не отмечали изменения амплитуды движений в тазобедренном суставе. При этом Sutton, Moser считали LCF «…атавистическим образованием, унаследованным млекопитающими от рептилий и подверженное у них постоянному регрессу» (1922НиколаевЛП). I.A.Kapandji отмечал, что LCF является анатомическиv рудиментом, который играет весьма незначительную роль в контроле движений в тазобедренном суставе (1974KapandjiIA; 2009КапанджиАИ).

Предметный анализ доступных источников информации, показал, что проблема назначения LCF, ее участия в функционировании тазобедренного сустава и опорно-двигательной системы в целом, так до сих пор и не разрешена. Зачастую, обсуждая роль связок и прочих элементов тазобедренного сустава, исследователи вообще не обращают внимания на LCF. Так у И.В.Шумады (1959) при обсуждении функции связок тазобедренного сустава, читаем, что на описании остальных связок (имеется в виду LCF и круговой зоны) «…останавливаться нет надобности, так как они не имеют существенного значения в разбираемом вопросе». По мнению П.Г.Корнева (1959), LCF «…в редких случаях может и отсутствовать, что не влечет за собой видимого нарушения функции сустава; следовательно, ее механическое значение невелико». Б.К.Бабич (1951), рассматривая функцию связок тазобедренного сустава, пишет, что кроме подвздошно-бедренной, лобково-бедренной и седалищно-бедренной «…остальные связки тазобедренного сустава не упоминаются, как не имеющие большого значения…», при этом подразумевается и LCF. Н.К.Лысенков (1926) полагал, что механическое значение LCF не велико (1969ШумадаИВ_КнышИТ). Аналогичного мнения в отношении LCF придерживаются и С.И.Елизаровский, Р.Н.Калашников (1979). Smith et al. основываясь на экспериментальных исследованиях предположили, что LCF может иметь функцию стабилизации головки бедренной кости в период развития (1963HallMC). Согласно М.Ф.Иваницкому (1985) LCF «...служит не для укрепления тазобедренного сустава, а несет иную функцию: внутри связки проходят кровеносные сосуды, защиту которых она обеспечивает; кроме того, связка играет роль эластической подушки для головки бедренной кости и служит для амортизации сотрясений, которые испытывает тело при различных движениях. Однако при ассиметричном положении тела, когда таз расположен косо, связка головки бедренной кости на стороне опорной, обычно выпрямленной, ноги натягивается и способствует укреплению тазобедренного сустава». С точки зрения М.Доэрти, Д.Доэрти (1993) LCF не имеет «…функции стабилизации сустава». J.W.T. Byrd (1998) отмечает, что LCF «вряд ли» имеет значение для стабилизации бедра.

Исследования биомеханической функции LCF

И.З.Платнер в книге «Основательныя наставленiя…» (1761) обсуждая вывих в тазобедренном суставе указывал на то, что при этой травме повреждается LCF, и далее писал: «я могу думать, что рѣдко можетъ случиться, чтобъ она, будучи подлинно вывихнута, была бы совершенно и безъ безобразнаго хроманiя вылѣчена. Также, ежели бедра на мѣсте своемъ не будетъ, въ удѣ бываетъ сухотка, и плоть исчезаетъ» (1761ПлатнерИЗ). Соответственно И.З.Платнер в 1761 году одним из первых в России указал на атрофию бедра и нарушение функции ходьбы, проявляющейся в хромоте, после повреждения LCF при вывихе бедра. Таким образом, он косвенно отметил на ее важное значение для реализации нормальной ходьбы.

Основываясь на собственных исследованиях P.N.Gerdy писал, что LCF напрягается при прямом стоянии и «…подвешивает тело на головке бедра» (1932ВоробьевВП). Цитата P.N.Gerdy (1829) о движениях таза при ходьбе в немецком переводе приводится в работе W.Weber, E.Weber (1836): «Jede Seite des Beckens hebt sich und senkt sich wechselsweise. Die Erhebung nimmt man stets auf der Seite des Fusseswahr, auf welchen sich die Last des Körpers entladet und stützt. Bei dieser Neigung dreht sich das Becken von oben nach auf dem Kopfe des unbeweglichen Schenkelbeins, um eine die Axe, durch den Kopf horizontal von vorne nach hinten geht» [Каждая сторона таза попеременно поднимается и опускается. Его возвышение всегда наблюдается на той стороне стопы, на которую переносится и поддерживается вес тела. При таком наклоне таз поворачивается вверх на головке неподвижной бедренной кости вокруг оси, по которой головка проходит горизонтально спереди назад (перевод наш СА)].

В своем фундаментальном труди W.Weber, E.Weber (1836) показали, что LCF берет свое начало от вырезки вертлужной впадины. По их данным у вертикально стоящего человека LCF располагается вертикально в плоскости, которая проходит через центр тазобедренного сустава. При этом нижний ее конец находится ниже оси вращения таза и занимает самую нижнюю позицию. По мнению авторов LCF и передняя часть подвздошно-бедренной связки имею большое значение для ходьбы, участвуя в поддержании тела в одноопорном периоде шага: «Die Beschränkung der Adduction des Schenkels oder der seitlichen Beugung des Hüftgelenks, welche von dem ligamentum teres und dem ligamentum superius herrührt, ist darum für das Gehen von grosser Wichtigkeit, weil der Schwerpunct des Körpers, welcher in die Mitte zwischen beide Schenkelköpfe fällt, bei dieser Bewegung bald von dem einen, bald von dem einen, bald von dem anderen Kopfe allein unterstützt und alsdann nur theilweise getragen wird ; der nicht getragene Theil der Körperlast würde daher den Rumpf nach innen und unten um den Schenkelkopf drehen, und folglich fallen, wenn nicht jene Bänder durch ihre Spannung diese Drehung verhinderten» [Ограничение приведения бедра или бокового сгибания тазобедренного сустава, которое возникает из-за круглой и верхней связок, имеет большое значение для ходьбы, потому что центр тяжести тела, который находится посередине между обоими бедренными головками в этом движении поддерживается то одной, то одной, то другой головой, то только частично; неподдерживаемая часть нагрузки тела будет поэтому наклонять туловище внутрь и вниз вокруг головки бедренной кости и, следовательно, вызывать падение, если эти связки своим натяжением не предотвратят это вращение (перевод наш СА)].

Согласно J. Struthers (1858) братья W.Weber и E.Weber, предложили свою теорию роли LCF в опорно-двигательной системе: «The more so, as the Webers’ plausible theory is, that by checking adduction, the ligament serves, when we stand on one leg, to balance or keep up the trunk, preventing it from falling over to the unsupported side». В нашем переводе теория W.Weber – E.Weber, заключается в том, что, в одноопорной ортостатической позе LCF контролируя приведение бедра, помогает балансировать и поддерживать тело, не позволяя ему упасть в неопорную сторону.

Н.И.Пирогов (1853-1859) в работе «Топографическая анатомия по распилам…» отмечал, что LCF «…братья Веберы сравнивают со жгутом, соответственно сделанным из стали. Как плетения наших повозок подвешиваются на стальных круглых основаниях, так и таз, поддерживаемый круглыми связками, опирается на бедренные кости» (1996ПироговНИ, пояснительный текст). Действительно W.Weber, E.Weber при секционных исследованиях установили, что в ортостатическом положении тела, она ориентирована вертикально, и ограничивает приведение бедра совместно с передней связкой - «ligamentum superius» (вертикальная часть подвздошно-бедренной связки) (1836WeberW_WeberE).

W.Turner в «Human Anatomy and Physiology» (1857) писал, что «inter-articular or suspensory ligament» необходима, чтобы распределить по головке бедренной кости такой вес, который, если бы LCF отсутствовала, поддерживался бы той частью, которая находится в прямом контакте с верхней частью вертлужной впадины «…to distribute over the head of the thigh-bone that weight which, supposing the suspensory ligament had not been present, would have been sustained by that portion merely which is in direct contact with the upper part of the acetabulum» (1857TurnerW).

G.M.Humphry (1858), отмечал, что при наклоне противоположной половины таза вниз, натягиваются обе части LCF.

Соглашаясь с мнением, которое ранее высказал W.Turner (1857), W.S.Savory (1874), указывал, что когда человек опирается на одну ногу, также как и во время приведения бедра, LCF натягивается, причем ее главное назначением в вертикальном положении тела является предотвращение чрезмерного давления (концентрации давления) на верхнюю частью вертлужной впадины и соответствующую часть головки бедренной кости «…prevent concentration of pressure», «great purpose is to prevent undue pressure between the upper portion of the acetabulum, just within the margin, and the corresponding part of the head of the femur». Автор особо отмечал, что, в вертикальном положении, часть веса тела висит на LCF, и это является ее основной функцией.

Мнение W.S.Savory обсуждено на заседании Cambridge Philosophical Society в апреле 1874 года, по всей видимости, тогда же состоялась одна из первых задокументированных публичных дискуссий о функции LCF. Профессор G.M.Humphry был одним из тех, кто бросил вызов этой точке зрения. Ссылаясь на свою работу «On the Human Skeleton including the Joints», он отметил, что в вертикальной позе, LCF, не напряжена и не может быть натянутой «…ligament is not tense and cannot be rendered tense in the erect posture…», а также указал, что «совершенно очевидно» в вертикальном положении тело не может висеть на ней «…it is quite certain that the body cannot hang upon the ligamentum teres when the person is erect». Замечено, что редактор примечания к статье W.S.Savory, также не согласился с его мнением автора (1874SavoryWS).

В.Н.Саввин (1902) писал «несомненно» назначение LCF ослаблять давление головки бедренной кости на вертлужную впадину, при этом она сама подвергается постоянному давлению при вертикальном положении.

R.Bombelli (1993) пишет, что, «до некоторой степени» наклон таза и фиксация головки бедренной кости в вертлужной впадине обеспечивают упругое противодействие суставной сумки, связок тазобедренного сустава, LCF и синовиальной мембраны.

Современные исследования свидетельствуют о том, что LCF является не только важным стабилизатором бедра, но и потенциальным источником боли, а также механических симптомов в тазобедренном суставе, включая нарушение походки (2009BardakosNV_VillarRN; 2010,2012CerezalL_Pérez-CarroL; 2011BotserIB_DombBG; 2004ByrdJW_JonesKS; 2011HavivB_O'DonnellJ). Наше изучение биомеханики ортостатических поз и ходьбы свидетельствуют о том, что нарушение походки возможно при изолированном повреждении LCF даже без вывиха бедра (2004Архипов-БалтийскийСВ; 2008,2012,2013АрхиповСВ; 2008ArkhipovSV; 2018АрхиповСВ).

Back

Read more

Notes

References

  • Неверов ВА, Шильников ВА. Способ формирования искусственной связки головки бедра при эндопротезировании. Вестн. хирург. 1993;7-12:81-3.
  • Воробьев НА. Связка головки бедра и ее практическое значение. Ортопед., травматол. 1960;7:87.
  • Воробьев НА. Связка головки бедра и ее практическое значение. Вопросы травматологии и ортопедии. Киев, 1962:174-81.
  • Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 1. Гл. 1-4.. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. 2004T1Архипов-БалтийскийСВ
  • Архипов-Балтийский СВ. Рассуждение о морфомеханике. Норма. В 2 т. Т. 2. Гл. 5-6. - Испр. и доп. изд. Калининград, 2004. 2004T2Архипов-БалтийскийСВ
  • Юрчак ВФ, Евтушенко ВА. Морфологические особенности тазобедренного сустава у плодов второй половины беременности. Ортопед. травматол. 1972;1:26-32.
  • Барта О. Врожденный вывих бедра и его раннее консервативное лечение. Будапешт: Изд-во Академии наук Венгрии, 1972.
  • Николаев ЛН. Роль круглой связки тазобедренного сустава. Мед журнал. 1922;3(1,2,3):10-2. 1922НиколаевЛН
  • Шумада ИВ. Травматические вывихи бедра и их лечение. Киев: Госмедиздат УССР, 1959.
  • Корнев ПГ. Клиника и лечение костно-суставного туберкулеза. Москва: Медгиз, 1959.
  • Бабич БК. Травматические вывихи. Киев: Госмедиздат УССР, 1951.
  • Шумада ИВ., Кныш ИТ. Закрытые повреждения тазобедренного сустава. Киев: Здоров‘я, 1969.
  • Елизаровский СИ, Калашников РН. Оперативная хирургия и топографическая анатомия. Москва: Медицина, 1979.
  • Hall MC. The locomotor system. Functional anatomy. Springfield: Charles C. Thomas publisher, 1963.
  • Иваницкий МФ. Анатомия человека (с основами динамической и спортивной морфологии): Учебник для ин-тов физ. Культуры. Москва: Физкультура и спорт, 1985.
  • Доэрти М, Доэрти Дж. Клиническая диагностика болезней суставов : пер. с англ. Минск: Тивали, 1993.
  • Byrd JW. Operative hip arthroscopy. New York: Thieme, 1998. 1998ByrdJW
  • Платнер И. З. Основательныя наставленiя хирургическiя, медицинскiя и рукопроизводныя въ пользу учащимся съ прибавленiем къ тому изобрѣтенныхъ нѣкоторыхъ инструментовъ или орудiй и другихъ вещей къ лѣкарскому искусству принадлежащихъ : переведены съ Латинскаго языка на Россiйской … Мартиномъ Шеинымъ. Въ САНКТПЕТЕРБУРГѢ, при Императорской Академiи Наукъ, 1761.
  • Воробьев ВП. Анатомия человека: руководство и атлас для студентов и врачей в 3-х т., Т. 1. Москва: Медгиз, 1932.
  • Weber W, Weber E. Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge: eine anatomisch-physiologische Untersuchung. Gottingen: Dietrichsche Buchhandlung, 1836. 1936WeberW_WeberE
  • Struthers J. Demonstration of the use of the round ligament of the hip joint // Edinburgh Med J. 1858;4(5):434-42. 1858StruthersJ
  • Пирогов НИ. Иллюстрированная топографическая анатомия распилов, произведенных в трех измерениях через замороженное человеческое тело: Альбом : в 4 ч., пер. с лат. ; гл. ред. Б.В.Петровский, Б.А.Константинов ; Доп. Ч. Пояснительный текст к альбому. М.: НЦХ РАМН, 1996.
  • Turner W. Atlas and Handbook of Human Anatomy and Physiology. Edinburgh, 1857. 1857TurnerW
  • Humphry GM. A Treatise on the Human Skeleton including the Joints. Cambridge: MacMillan and Co., 1858. 1858HumphryGM
  • Savory WS. On the use of the ligamentum teres of the hip joint. J Anat Physiol. 1874; 8(2):291-6. 1874SavoryWS
  • Bardakos N.V., Villar R.N. The ligamentum teres of the adult hip. J Bone Joint Surg Br. 2009;91B(1):8-15. 2009BardakosNV_VillarRN 2009BardakosNV_VillarRN PDF
  • Cerezal L, Kassarjian A, Canga A, Dobado MC, Montero JA, Llopis E, Pérez-Carro L. Anatomy, biomechanics, imaging, and management of ligamentum teres injuries. Radiographics. 2010;30(6):1637-51. 2010CerezalL_Pérez-CarroL
  • Cerezal L, Arnaiz J, Canga A. Piedra T, Altónaga JR, Munafo R, Pérez-Carro L. Emerging topics on the hip: ligamentum teres and hip microinstability. Eur J Radiol. 2012;81(12):3745–54. 2012CerezalL_Pérez-CarroL
  • Botser IB, Martin DE, Stout CE, Domb BG. Tears of the ligamentum teres: prevalence in hip arthroscopy using 2 classification systems. Am J Sports Med. 2011;39(1):117S-25S. 2011BotserIB_DombBG
  • Byrd JW, Jones KS. Traumatic rupture of the ligamentum teres as a source of hip pain. Arthroscopy. 2004;20(4):385-91. 2004ByrdJW_JonesKS
  • Haviv B, O'Donnell J. Arthroscopic debridement of the isolated Ligamentum Teres rupture. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc: Off J ESSKA. 2011;19(9):1510-3. 2011HavivB_O'DonnellJ
  • Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в поддержании разных типов вертикальной позы. Физиология человека. 2008;34(1):89-95. 2008Архипов СВ
  • Arkhipov SV. On the role of the ligamentum capitis femoris in the maintenance of different types of erect posture uman Physiology. 2008;34(1)ː79-85. 2008ArkhipovSV
  • Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза: дис. … канд. мед. наук. Москва, 2012. 2012Архипов СВ
  • Архипов СВ. Связка головки бедренной кости. Функция и роль в патогенезе коксартроза. Saarbrucken: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. 2013АрхиповСВ
  • Архипов СВ. Биомеханика пингвинов: заметки к вопросу о причинах ковыляющей походки и перспективах ее ремоделирования во имя обретения грациозности, сочиненные врачом, к.м.н. Сергеем Васильевичем Архиповым, в бытность им с 1992-го по 2017-й год хирургом и травматологом-ортопедом, по вдохновению в 1991-ом году его сестрою Еленой Васильевной, со светлой любовью к ней и благодарностью! Манускрипт в 5 т. Напечатано Автором во граде Королев при попечении его супруги Людмилы Николаевны, ММXVIII A.D. [2018], bonum factum! [на благо и счастье]. 2018АрхиповСВ
  • Kapandji IA. The physiology of the joints. Vol. 2: Lower Limb. New York: Churchill Livingstone, 1974. 1974KapandjiIA
  • Капанджи АИ. Нижняя конечность. Функциональная анатомия. Т. 2. Москва: Эксмо, 2009. 2009КапанджиАИ
  • Саввин ВН. Кровоснабжение тазобедренного сустава. Хирургия. 1902;11(64):461-70.
  • Bombelli R. Structure and function in normal and abnormal hip: how to rescue mechanically jeopardized hip. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 1993. 1993BombelliR

External links

Internal links

Canalis acetabularis. Anatomy

Canalis acetabularis. Topography

General classification LCF

Movement limitation. Review

Movement of LCF

Significance

Categories